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电容nf是什么意思

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射频元器件的摆放  

  

相信做过射频设计的人都应该知道,布线的长度要尽量短,元件越紧凑越好(特殊要求除外)。同时要尽量保证元器件的摆放有利于布线(不要让布线绕来绕去)。下图显示了PA(功率放大器)周围的器件排列。我们可以看到组件之间的距离非常小。  

  

 

  

射频走线应该注意的问题  

  

如上所述,射频布线的长度要尽量短,线宽要严格按照计算值来设置。在布线时,必须注意RF布线中不应有急转弯。在走线的转弯处,最好使用如下图所示的圆弧。  

  

 

  

其次,在多层板的布线中,有可能重要的射频线会不可避免的交叉。这个时候,我们不得不使用我们最不想使用的东西:过孔。这样有些射频信号线会到底层甚至中间层,但是不管是哪一层,都要有一个射频布线的参考面。这时候一个值得注意的问题就是不要跨层,或者让地平面不连续。  

  

过孔的放置  

  

过孔的放置确实是一件复杂的事情。本文仅讨论接地过孔。  

  

首先,射频走线旁边的地线要打通孔,连接到底层或中间层的地平面,这样任何干扰信号或辐射都可以有最短的路径到达地面。但是过孔与射频信号线的距离不能太近,否则会严重影响射频信号的质量,在实际设计过程中可以灵活把握。如下图所示,我们可以看到有很多过孔分布在高亮信号线的两层上。  

  

 

  

其次,在面积较大的地平面处,我们通常会放置很多过孔来连接不同楼层的地。在射频电路的布线中,需要注意的是大过孔要打不规则,最好做成菱形,这样可以最大限度的抑制各种干扰。  

  

电源设计中应注意的问题  

  

(1)电源线是EMI进出电路的重要途径。通过电源线,外部干扰可以传入内部电路,影响射频电路指标。为了减少电磁辐射和耦合,要求DC-DC模块的初级侧、次级侧和负载侧的回路面积最小。电源再复杂,它的大电流回路也要尽可能小。始终将电源线和接地线靠近放置。  

  

(2)如果电路中使用开关电源,开关电源外围器件的布局应符合各电源回路最短的原则。滤波电容应靠近开关电源的相关引脚。使用共模扼流圈,靠近开关电源模块。  

  

(3)单板上的长距离电源线不能同时靠近或通过级联放大器(增益大于45dB)的输出和输入附近。避免电源线成为射频信号的传输路径,可能引起自激或降低扇区隔离度。长距离电源线两端,甚至中间都要加高频滤波电容。  

  

(4)三个滤波电容组合并并联在4)RF PCB的电源入口处,利用这三个电容各自的优势对电源线上的低、中、高频进行滤波。例如10uf、0.1uf、100pf。按照从大到小的顺序靠近电源的输入引脚。  

  

(5)用同一套电源给小信号级联放大器馈电时,应从最后一级开始,依次给前级供电,使最后一级电路产生的EMI对前级影响较小。并且每一级的电源滤波器具有至少两个电容器:0.1uf和100pf。当信号频率高于1GHz时,应增加10pf滤波电容。  

  

(6)小功率电子滤波器是常用的,滤波电容应靠近三极管管脚,而高频滤波电容应靠近管脚。选择截止频率较低的三极管。如果电子滤波器中的三极管是高频晶体管,工作在放大区,外围器件布局不合理,很容易在功率输出端产生高频振荡。线性伏特  

  

(7)7)PCB电源部分的铜箔尺寸符合流过它的最大电流,要考虑余量(一般指1A/mm的线宽)。  

  

(8)电源线的输入和输出不能交叉。  

  

(9)注意电源解耦和滤波,防止不同单元通过电源线干扰。电源线在布线时应相互隔离。电源线通过地线与其他强干扰线(如CLK)隔离。  

  

(10)小信号放大器的电源布线需要与接地铜皮和接地过孔隔离,防止其他EMI干扰进入,从而恶化相应级别的信号质量。  

  

(11)不同的动力层应避免在空间上重叠。主要是减少不同电源之间的干扰,尤其是一些电压相差很大的电源之间的干扰。必须避免电源层的重叠问题。如果难以避免,可以考虑中间间隔地层。  

  

(12)PCB层分布方便简化后续布线工艺。对于一个四层PCB板(WLAN中常用的电路板),在大多数应用中,电路板的顶层用来放置元器件和射频引线,第二层作为系统接地,电源部分放在第三层,第四层可以布任何信号线。  

  

第二层采用连续接地层布局,用于建立阻抗受控的RF。  

信号通路非常必要,它还便于获得尽可能短的地环路,为第一层和第三层提供高度的电气隔离,使得两层之间的耦合最小。当然,也可以采用其它板层定义的方式(特别是在电路板具有不同的层数时),但上述结构是经过验证的一个成功范例。

      

(13)大面积的电源层能够使Vcc布线变得轻松,但是,这种结构常常是引发系统性能恶化的导火索,在一个较大平面上把所有电源引线接在一起将无法避免引脚之间的噪声传输。反之,如果使用星型拓扑则会减轻不同电源引脚之间的耦合。

      

上图给出了星型连接的Vcc布线方案,该图取自MAX2826 IEEE 802.11a/g收发器的评估板。图中建立了一个主Vcc节点,从该点引出不同分支的电源线,为RF IC的电源引脚供电。每个电源引脚使用的引线在引脚之间提供了空间上的隔离,有利于减小它们之间的耦合。另外,每条引线还具有一定的寄生电感,这恰好是我们所希望的,它有助于滤除电源线上的高频噪声。

  

使用星型拓扑Vcc引线时,还有必要采取适当的电源去耦,而去耦电容存在一定的寄生电感。事实上,电容等效为一个串

  

联的RLC电路,电容在低频段起主导作用,但在自激振荡频率(SRF):

      

之后,电容的阻抗将呈现出电感性。由此可见,电容器只是在频率接近或低于其SRF时才具有去耦作用,在这些频点电容表现为低阻。

      

给出了不同容值下的典型S11参数,从这些曲线可以清楚地看到SRF,还可以看出电容越大,在较低频率处所提供的去耦性能越好(所呈现的阻抗越低)。

  

在Vcc星型拓扑的主节点处最好放置一个大容量的电容器,如2.2μF。该电容具有较低的SRF,对于消除低频噪声、建立稳定的直流电压很有效。IC的每个电源引脚需要一个低容量的电容器(如10nF),用来滤除可能耦合到电源线上的高频噪声。对于那些为噪声敏感电路供电的电源引脚,可能需要外接两个旁路电容。例如:用一个10pF电容与一个10nF电容并联提供旁路,可以提供更宽频率范围的去耦,尽量消除噪声对电源电压的影响。每个电源引脚都需要认真检验,以确定需要多大的去耦电容以及实际电路在哪些频点容易受到噪声的干扰。

  

良好的电源去耦技术与严谨的PCB布局、Vcc引线(星型拓扑)相结合,能够为任何RF系统设计奠定稳固的基础。尽管实际设计中还会存在降低系统性能指标的其它因素,但是,拥有一个“无噪声”的电源是优化系统性能的基本要素。

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