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与非网|射频工程师必看——经验分析总结( 二 )


有时不太可能在多个电路块之间保证足够的隔离 ， 在这种情况下就必须考虑采用金属屏蔽罩将射频能量屏蔽在 RF 区域内 ， 金属屏蔽罩必须焊在地上 ， 必须与元器件保持一个适当距离 ， 因此需要占用 PCB 板宝贵的空间 。 尽可能保证屏蔽罩的完整非常重要 ， 进入金属屏蔽罩的数字信号线应该尽可能走内层 ， 而且最好走线层的下面一层 PCB 是地层 。 RF 信号线可以从金属屏蔽罩底部的小缺口和地缺口处的布线层上走出去 ， 不过缺口处周围要尽可能地多布一些地 ， 不同层上的地可通过多个过孔连在一起 。
3、芯片和电源去耦
许多集成了线性线路的 RF 芯片对电源的噪音非常敏感 ， 通常每个芯片都需要采用高达四个电容和一个隔离电感来确保滤除所有的电源噪音 。 一块集成电路或放大器常常带有一个开漏极输出 ， 因此需要一个上拉电感来提供一个高阻抗 RF 负载和一个低阻抗直流电源 ， 同样的原则也适用于对这一电感端的电源进行去耦 。
有些芯片需要多个电源才能工作 ， 因此你可能需要两到三套电容和电感来分别对它们进行去耦处理 ， 电感极少并行靠在一起 ， 因为这将形成一个空芯变压器并相互感应产生干扰信号 ， 因此它们之间的距离至少要相当于其中一个器件的高度 ， 或者成直角排列以将其互感减到最小 。
4、电气分区原则
电气分区原则大体上与物理分区相同 ， 但还包含一些其它因素 。 手机的某些部分采用不同工作电压 ， 并借助软件对其进行控制 ， 以延长电池工作寿命 。 这意味着手机需要运行多种电源 ， 而这给隔离带来了更多的问题 。
电源通常从连接器引入 ， 并立即进行去耦处理以滤除任何来自线路板外部的噪声 ， 然后再经过一组开关或稳压器之后对其进行分配 。 手机 PCB 板上大多数电路的直流电流都相当小 ， 因此走线宽度通常不是问题 ， 不过 ， 必须为高功率放大器的电源单独走一条尽可能宽的大电流线 ， 以将传输压降减到最低 。 为了避免太多电流损耗 ， 需要采用多个过孔来将电流从某一层传递到另一层 。 此外 ， 如果不能在高功率放大器的电源引脚端对它进行充分的去耦 ， 那么高功率噪声将会辐射到整块板上 ， 并带来各种各样的问题 。
高功率放大器的接地相当关键 ， 并经常需要为其设计一个金属屏蔽罩 。 在大多数情况下 ， 同样关键的是确保 RF 输出远离 RF 输入 。 这也适用于放大器、缓冲器和滤波器 。 在最坏情况下 ， 如果放大器和缓冲器的输出以适当的相位和振幅反馈到它们的输入端 ， 那么它们就有可能产生自激振荡 。 在最好情况下 ， 它们将能在任何温度和电压条件下稳定地工作 。
实际上 ， 它们可能会变得不稳定 ， 并将噪音和互调信号添加到 RF 信号上 。 如果射频信号线不得不从滤波器的输入端绕回输出端 ， 这可能会严重损害滤波器的带通特性 。 为了使输入和输出得到良好的隔离 ， 首先必须在滤波器周围布一圈地 ， 其次滤波器下层区域也要布一块地 ， 并与围绕滤波器的主地连接起来 。 把需要穿过滤波器的信号线尽可能远离滤波器引脚也是个好方法 。
此外 ， 整块板上各个地方的接地都要十分小心 ， 否则会在引入一条耦合通道 。 有时可以选择走单端或平衡 RF 信号线 ， 有关交叉干扰和 EMC/EMI 的原则在这里同样适用 。 平衡 RF 信号线如果走线正确的话 ， 可以减少噪声和交叉干扰 ， 但是它们的阻抗通常比较高 ， 而且要保持一个合理的线宽以得到一个匹配信号源、走线和负载的阻抗 ， 实际布线可能会有一些困难 。 缓冲器可以用来提高隔离效果 ， 因为它可把同一个信号分为两个部分 ， 并用于驱动不同的电路 ， 特别是本振可能需要缓冲器来驱动多个混频器 。
当混频器在 RF 频率处到达共模隔离状态时 ， 它将无法正常工作 。 缓冲器可以很好地隔离不同频率处的阻抗变化 ， 从而电路之间不会相互干扰 。 缓冲器对设计的帮助很大 ， 它们可以紧跟在需要被驱动电路的后面 ， 从而使高功率输出走线非常短 ， 由于缓冲器的输入信号电平比较低 ， 因此它们不易对板上的其它电路造成干扰 。 压控振荡器（VCO）可将变化的电压转换为变化的频率 ， 这一特性被用于高速频道切换 ， 但它们同样也将控制电压上的微量噪声转换为微小的频率变化 ， 而这就给 RF 信号增加了噪声 。


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