射频电路设计要注意的事项_射频电路设计要注意的问题

射频电路设计要注意的事项_射频电路设计要注意的问题

射频电路在电路设计中应用很广泛，那么你对关于射频电路设计

要注意的地方是哪些有兴趣吗?下面就由店铺为你带来射频电路设计要

注意的事项，希望你喜欢。

射频电路电源设计要注意的事项

(1)电源线是EMI 出入电路的重要途径。通过电源线，外界的干扰

可以传入内部电路，影响RF电路指标。为了减少电磁辐射和耦合，要

求DC-DC模块的一次侧、二次侧、负载侧环路面积最小。电源电路不

管形式有多复杂，其大电流环路都要尽可能小。电源线和地线总是要

很近放置。

(2)如果电路中使用了开关电源，开关电源的外围器件布局要符合

各功率回流路径最短的原则。滤波电容要靠近开关电源相关引脚。 使

用共模电感，靠近开关电源模块。

(3)单板上长距离的电源线不能同时接近或穿过级联放大器(增益大

于45dB)的输出和输入端附近。避免电源线成为RF信号传输途径，可

能引起自激或降低扇区隔离度。长距离电源线的两端都需要加上高频

滤波电容，甚至中间也加高频滤波电容。

(4)RF PCB的电源入口处组合并联三个滤波电容，利用这三种电容

的各自优点分别滤除电源线上的低、中、高频。例如：10uf，0.1uf，

100pf。并且按照从大到小的顺序依次靠近电源的输入管脚。

(5)用同一组电源给小信号级联放大器馈电，应当先从末级开始，

依次向前级供电，使末级电路产生的EMI 对前级的影响较小。且每一

级的电源滤波至少有两个电容：0.1uf，100pf。 当信号频率高于

1GHz时，要增加10pf滤波电容。

(6)常用到小功率电子滤波器，滤波电容要靠近三极管管脚，高频

滤波电容更靠近管脚。三极管选用截止频率较低的。如果电子滤波器

中的三极管是高频管，工作在放大区，外围器件布局又不合理，在电

源输出端很容易产生高频振荡。线性稳压模块也可能存在同样的人物卡通头像 问题，

原因是芯片内存在反馈回路，且内部三极管工作在放大区。在布局时

要求高频滤波电容靠近管脚，减小分布电感，破坏振荡条件。

(7)PCB的POWER部分的铜箔尺寸符合其罗士信 流过的最大电流，并考

虑余量(一般参考为1A/mm线宽)。

(8)电源线的输入输出不能交叉。

(9)注意电源退耦、滤波，防止不同单元通过电源线产生干扰，电

源布线时电源线之间应相互隔离。电源线与其它强干扰线(如CLK)用地

线隔离。

(10)小信号放大器的电源布线需要地铜皮及接地过孔隔离，避免

其它EMI干扰窜入，进而恶化本级信号质量。

(11)不同电源层在空间上要避免重叠。主要是为了减少不同电源

之间的干扰，特别是一些关于奋斗 电压相差很大的电源之间，电源平面的重叠

问题一定要设法避免，难以避免时可考虑中间隔地层。

(12)PCB板层分配便于简化后续的布线处理，对于一个四层PCB

板(WLAN中常用的电路板)，在大多数应用中用电路板的顶层放置元

器件和RF引线，第二层作为系统地，电源部分放置在第三层，任何信

号线都可以分布在第四层。

第二层采用连续的地平面布局对于建立阻抗受控的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。

射频电路设计元器件封装要注意的事项

成功的RF设计必须仔细注意整个设计过程中每个步骤及每个细节，

这意味着必须在设计开始阶段就要进行彻底的、仔细的规划，并对每

个设计步骤的进展进行全面持续的评估。而这种细致的设计技巧正是

国内大多数电子企业文化所欠缺的。

近几年来，由于蓝牙设备、无线局域网络(WLAN)设备，和移动电

话的需求与成长，促使业者越来越关注RF电路设计的技巧。从过去到

现在，RF电路板设计如同电磁干扰(EMI)问题一样，一直是工程师们

最难掌控的部份，甚至是梦魇。若想要一次就设计成功，必须事先仔

细规划和注重细节才能奏效。

射频(RF)电路板设计由于在理论上还有很多不确定性，因此常被

形容为一种「黑色艺术」(black art) 。但这只是一种以偏盖全的观点，

RF电路板设计还是有许多可以遵循的法则。不过，在实际设计时，真

正实用的技巧是当这些法则因各种限制而无法实施时，如何对它们进

行折衷处理。重要的RF设计课题包括：阻抗和阻抗匹配、绝缘层材料

和层叠板、波长和谐波...等。

该视频是描述了射频电路中，新建电路元器件封装大小的注意事

项。

在 WiFi 产品的开发过程中，射频电路的布线(RF Circuit Layout

Guide)是极为关键的一个过程。很多时候，我们可能在原理上重视英语 已经设

计的很完善，但是在实际的制板，上件过后发现很不理想，实际上这

些都是布线(Layout)做的不够完善的原因。本文将以一个无线网卡的

布线实例及本人的一点工作经验为大家讲解一下射频电路在布线中应

该注意的一些问题。

射频电路设计EMC规范要注意的事项

1 层分布

1.1 双面板，顶层为信号层，底面为地平面。

1.2 四层板，顶层为信号层，第二层为地平面，第三层走电源、控

制线。特殊情况下(如 射频信号线要穿过屏蔽壁)，在第三层要走一些

射频信号线。每层均要求大面积敷地。

1.2 四层板，顶层为信号层，第二层为地平面，第三层走电源、控

制线。特殊情况下(如 射频信号线要穿过屏蔽壁)，在第三层要走一些

射频信号线。每层均要求大面积敷地。

2 接地

2.1 大面积接地 为减少地平面的阻抗，达到良好的接地效果，建

议遵守以下要求： a) 射频 PCB 的接地要求大面积接地; b) 在微带印制

电路中，底面为接地面，必须确保光滑平整; c) 要将地的接触面镀金或

镀银，导电良好，以降低地线最抗; d) 使用紧固螺钉，使其与屏蔽腔体

紧密结合，紧固螺钉的间距小于/20(依具体情 况而定)。

2.2 分组就近接地 按照电路的结构分布和电流的大小将整个电路

分为成相对独立的几组，各组电路就 近接地形成回路，要调整各组内

高频滤波电容方向，缩小电源回路。注意接地线要短而直， 禁止交叉

重叠，减少公共地阻抗所产生的干扰。

2.3 射频器件的接地 表面贴射频器件和滤波电容需要接地时，为

减少器件接地电感，要求： a) 至少要有 2 根线接铺地铜箔; b) 用至少

2 个金属化过孔在器件管脚旁就近接地。 c) 增大过孔孔径和并联若干

过孔。 d) 有些元件的底部是接地的金属壳，要在元件的投影区内加一

些接地孔，表面层 不得布线。

2.4 微带电路的接地 微带印制电路的终端单一接地孔直径必须大

于微带线宽，或采用终端大量成排密布小孔 的方式接地。

2.5 接地工艺性要求

a) 在工艺允许的前提下，可缩短焊盘与过孔之间的距离;

b) 在工艺允许的前提下，接地的大焊盘可直接盖在至少 6 个接地

过孔上(具体数量因 焊盘大小而异);

c) 接地线需要走一定的距离时，应缩短走线长度，禁止超过/20，

以防止天线效应 导致信号辐射;

d) 除特殊用途外，不得有孤立铜箔，铜箔上一定要加地线过孔;

e) 禁止地线铜箔上伸出终端开路的线头。

3 屏蔽

3.1 射频信号可以在空气介质中辐射。空间距离越大，工作频率越

低，输入输出端的寄 生耦合就越小，隔离度则越大。PCB 典型的空间

隔离度约为 50dB。

3.2 敏感电路和强烈辐射源电路要加屏蔽，但如果设计加工有难度

时(如空间或成本限 制等)，可不加，但要做试验最终决定。这些电路

有：

a) 接收电路前端是敏感电路，信号很小，要采用屏蔽。

b) 对射频单元和中频单元须加屏蔽。接收通道中频信号会对射频

信号产生较大干扰， 反之，发射通道的射频信号对中频信号也会造成

辐射干扰。

c) 振荡电路：强烈辐射源，对本振源要单独屏蔽，由于本振电平

较高，对其他单元形 成较大的辐射干扰。

d) 功放及天馈电路：强烈辐射源，信号很强，要屏蔽。

e) 数字信号处理电路：强烈辐射源，高速数字信号的陡峭的上下

沿会对模拟的射频信 号产生干扰。

f) 级联放大电路：总增益可能会超过输出到输入端的空间隔离度，

这样就满足了振荡 条件之一，电路可能自激。如果腔体内的电路同频

增益超过 30-50dB，必须在 PCB 板 上焊接或安装金属屏蔽板，增加

隔离度。实际设计时要综合考虑频率、功率、增益情况 决定是否加屏

蔽板。

g) 级联的滤波、开关、衰中国美食 减电路：在同一个屏蔽腔内，级联滤波

电路的带外衰减、级 联开关电路的隔离度、级联衰减电路的衰减量必

须小于 30-50dB。如果超过这个值， 必须在 PCB 板上焊接或安装金

属屏蔽板，增加隔离度。实际设计时要综合考虑频率、功 率、增益情

况决定是否加屏蔽板。

h) 收发单元混排时应屏蔽。

i) 数模混排时，对时钟线要包地铜皮隔离或屏蔽。

4 屏蔽材料和方法

4.1 常用的屏蔽材料均为高导电性能材料，如铜板、铜箔、铝板、

铝箔。钢板或金属镀 层、导电涂层等。

4.2 静电屏蔽主要用于防止静电场和恒定磁场的影响。应注意两个

基本要点，即完善的 屏蔽体和良好的接地性。

4.3 电磁屏蔽主要用于防止交变磁场或交变电磁场的影响，要求屏

蔽体具有良好的导电 连续性，屏蔽体必须与电路接在共同的地参考平

面上，要求 PCB 中屏蔽地与被屏蔽电路地要 尽量的接近。

4.4 对某些敏感电路，有强烈辐射源的电路可以设计一个在 PCB

上焊接的屏蔽腔，PCB 在 设计时要加上“过孔屏蔽墙”，就是在 PCB

上与屏蔽腔壁紧贴的部位加上接地的过孔。要求 如下：

a) 有两排以上的过孔;

b) 两排过孔相互错开;

c) 同一排的过孔间距要小于/20;

d) 接地的 PCB 铜箔与屏蔽腔壁压接的部位禁止有阻焊。

4.5 射频信号线在顶层穿过屏蔽壁时，要在屏蔽腔相应位置开一个

槽门，门高大于 0.5mm, 门宽要保证安装屏蔽壁后信号线与屏蔽体间

的距离大于 1mm。

5 屏蔽罩设计

5.1 金属屏蔽腔的基本结构

5.1.1 此类屏蔽罩被广泛使用，如图 27。材料一般为薄的铝合金，

制造工艺一般采用冲 压折弯或压力铸造工艺，这种屏蔽罩有较多的螺

钉孔，便于螺钉固定。部分需铝合金盖子和 吸波材料增强屏蔽性能。

射频 PCB 需装在屏蔽腔内，要选择合适的屏蔽腔尺寸，使其最低 谐振

频率远高于工作频率，最好 10 倍以上，详见附录 G“金属屏蔽腔的尺

寸设计打一字 ”。

5.1.2 屏蔽腔的高度一般为第一层介质厚度 15-20 倍或以上，在屏

蔽腔面积一定时，要 提高屏蔽腔的最低谐振频率，需增加长宽比，避

免正方形的腔体。

5.2 金属屏蔽腔对 PCB 布局的工艺要求

5.2.1 屏蔽罩与 PCB 板接触的罩体设计时应考虑 PCB bottom 面

的器件高度，特别是插 件器件引脚伸出的高度。

5.2.2 需考虑螺丝禁布区的大小，防止组装时损坏表层线路或器件。

射频功放板由于结 构尺寸的限制，其单板尺寸相对较小，故一般要求

螺钉安装空间(禁布区)至少在安装孔焊 盘外侧。螺钉安装空间

.5.2.3 金属屏蔽罩自身成本和装配成本很贵，并且外形不规则的金

属屏蔽罩在制造时很 难保证高精度和高平整性，又使元器件布局受到

一些限制;金属屏蔽罩不利于元器件更换和 故障定位。

5.2.4 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，RF高考英语高频词汇 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。

5.2.5 为保证装配和返修，金属屏蔽罩周围5mm范围内不能有超

过其高度的器件，Chip 小器件到屏蔽罩的距离应该2mm以上，其它

器件距离要求3mm以上，并且放置朝向最好 符合方便维修方向。

5.2.6 金属屏蔽罩内部不能有超过其高度的器件，并且器件顶部到

屏蔽罩面的距离要符 合安全规范要求。