与非网|射频工程师必看——经验分析总结( 三 )
5、解决噪声问题
首先 , 控制线的期望频宽范围可能从 DC 直到 2MHz , 而通过滤波来去掉这么宽频带的噪声几乎是不可能的;其次 , VCO 控制线通常是一个控制频率的反馈回路的一部分 , 它在很多地方都有可能引入噪声 , 因此必须非常小心处理 VCO 控制线 。 要确保 RF 走线下层的地是实心的 , 而且所有的元器件都牢固地连到主地上 , 并与其它可能带来噪声的走线隔离开来 。
此外 , 要确保 VCO 的电源已得到充分去耦 , 由于 VCO 的 RF 输出往往是一个相对较高的电平 , VCO 输出信号很容易干扰其它电路 , 因此必须对 VCO 加以特别注意 。 事实上 , VCO 往往布放在 RF 区域的末端 , 有时它还需要一个金属屏蔽罩 。 谐振电路(一个用于发射机 , 另一个用于接收机)与 VCO 有关 , 但也有它自己的特点 。 简单地讲 , 谐振电路是一个带有容性二极管的并行谐振电路 , 它有助于设置 VCO 工作频率和将语音或数据调制到 RF 信号上 。 所有 VCO 的设计原则同样适用于谐振电路 。 由于谐振电路含有数量相当多的元器件、板上分布区域较宽以及通常运行在一个很高的 RF 频率下 , 因此谐振电路通常对噪声非常敏感 。
信号通常排列在芯片的相邻脚上 , 但这些信号引脚又需要与相对较大的电感和电容配合才能工作 , 这反过来要求这些电感和电容的位置必须靠得很近 , 并连回到一个对噪声很敏感的控制环路上 。 要做到这点是不容易的 。
自动增益控制(AGC)放大器同样是一个容易出问题的地方 , 不管是发射还是接收电路都会有 AGC 放大器 。 AGC 放大器通常能有效地滤掉噪声 , 不过由于手机具备处理发射和接收信号强度快速变化的能力 , 因此要求 AGC 电路有一个相当宽的带宽 , 而这使某些关键电路上的 AGC 放大器很容易引入噪声 。 设计 AGC 线路必须遵守良好的模拟电路设计技术 , 而这跟很短的运放输入引脚和很短的反馈路径有关 , 这两处都必须远离 RF、IF 或高速数字信号走线 。
同样 , 良好的接地也必不可少 , 而且芯片的电源必须得到良好的去耦 。 如果必须要在输入或输出端走一根长线 , 那么最好是在输出端 , 通常输出端的阻抗要低得多 , 而且也不容易感应噪声 。 通常信号电平越高 , 就越容易把噪声引入到其它电路 。
在所有 PCB 设计中 , 尽可能将数字电路远离模拟电路是一条总的原则 , 它同样也适用于 RF PCB 设计 。 公共模拟地和用于屏蔽和隔开信号线的地通常是同等重要的 , 因此在设计早期阶段 , 仔细的计划、考虑周全的元器件布局和彻底的布局评估都非常重要 , 同样应使 RF 线路远离模拟线路和一些很关键的数字信号 , 所有的 RF 走线、焊盘和元件周围应尽可能多填接地铜皮 , 并尽可能与主地相连 。 如果 RF 走线必须穿过信号线 , 那么尽量在它们之间沿着 RF 走线布一层与主地相连的地 。 如果不可能的话 , 一定要保证它们是十字交叉的 , 这可将容性耦合减到最小 , 同时尽可能在每根 RF 走线周围多布一些地 , 并把它们连到主地 。
此外 , 将并行 RF 走线之间的距离减到最小可以将感性耦合减到最小 。 一个实心的整块接地面直接放在表层下第一层时 , 隔离效果最好 , 尽管小心一点设计时其它的做法也管用 。 在 PCB 板的每一层 , 应布上尽可能多的地 , 并把它们连到主地面 。 尽可能把走线靠在一起以增加内部信号层和电源分配层的地块数量 , 并适当调整走线以便你能将地连接过孔布置到表层上的隔离地块 。 应当避免在 PCB 各层上生成游离地 , 因为它们会像一个小天线那样拾取或注入噪音 。 在大多数情况下 , 如果你不能把它们连到主地 , 那么你最好把它们去掉 。
三、PCB 板设计时应注意几个方面
1、电源、地线的处理
既使在整个 PCB 板中的布线完成得都很好 , 但由于电源、 地线的考虑不周到而引起的干扰 , 会使产品的性能下降 , 有时甚至影响到产品的成功率 。 所以对电、地线的布线要认真对待 , 把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度 , 以保证产品的质量 。 对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因 , 现只对降低式抑制噪音作以表述:
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