射頻電路印刷電路板的電磁兼容性設(shè)計(jì)

1、射頻電路印刷電路板的電磁兼容性設(shè)計(jì)隨著通信技術(shù)的進(jìn)展，手持無(wú)線技術(shù)運(yùn)用越來(lái)越廣，如：無(wú)線尋呼機(jī)、手機(jī)、無(wú)線pda等，其中的射頻電路的性能指標(biāo)挺直影響囫圇產(chǎn)品的質(zhì)量。這些掌上產(chǎn)品的一個(gè)最大特點(diǎn)就是小型化，而小型化意味著元器件的密度很大，這使得元器件（包括smd、smc、裸片等）的互相干擾非常突出。電磁干擾信號(hào)假如處理不當(dāng)，可能造成囫圇電路系統(tǒng)的無(wú)法正常工作，因此，如何防止和抑制電磁干擾，提高電磁兼容性，就成為設(shè)計(jì)射頻電路時(shí)的一個(gè)十分重要的課題。同一電路，不同的pcb設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，其性能指標(biāo)會(huì)相差很大。本研究采納99 se軟件舉行掌上產(chǎn)品的射頻電路pcb設(shè)計(jì)時(shí)，假如最大限度地實(shí)現(xiàn)電路的性能指標(biāo)，以達(dá)到

2、電磁兼容要求。1 板材的挑選印刷電路板的基材包括有機(jī)類與無(wú)機(jī)類兩大類?；闹凶钪匾男阅苁墙殡姵?shù)r、耗散因子（或稱介質(zhì)損耗）tan、熱膨脹系數(shù)cet和吸濕率。其中r影響電路阻抗及信號(hào)傳輸速率。對(duì)于高頻電路，介電常數(shù)公差是首要考慮的更關(guān)鍵因素，應(yīng)挑選介電常數(shù)公差小的基材。2 pcb設(shè)計(jì)流程因?yàn)閜rotel99 se軟件的用法與protel 98等軟件不同，因此，首先簡(jiǎn)要研究采納protel99 se軟件舉行pcb設(shè)計(jì)的流程。因?yàn)閜rotel99 se采納的是工程（project）數(shù)據(jù)庫(kù)模式管理，在windows 99下是隱含的，所以應(yīng)先鍵立1個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)文件用于管理所設(shè)計(jì)的電路原理圖與pcb版圖。

3、原理圖的設(shè)計(jì)。為了可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)銜接，在舉行原理設(shè)計(jì)之間，所用到的元器件都必需在元器件庫(kù)中存在，否則，應(yīng)在schlib中做出所需的元器件并存入庫(kù)文件中。然后，只需從元器件庫(kù)中調(diào)用所需的元器件，并按照所設(shè)計(jì)的舉行銜接即可。原理圖設(shè)計(jì)完成后，可形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)表以備舉行pcb設(shè)計(jì)時(shí)用法。pcb 的設(shè)計(jì)。a.pcb形狀及尺寸確實(shí)定。按照所設(shè)計(jì)的pcb在產(chǎn)品的位置、空間的大小、外形以及與其它部件的協(xié)作來(lái)確定pcb的形狀與尺寸。在 mechanical layer層用place track指令畫出pcb的形狀。b.按照smt的要求，在pcb上制作定位孔、視眼、參考點(diǎn)等。c.元器件的制作。如果需要用法一些元器件

4、庫(kù)中不存在的特別元器件，則在布局之前需先舉行元器件的制作。在protel99 se中制作元器件的過(guò)程比較容易，挑選“design”菜單中的“make library”指令后就進(jìn)入了元器件制作窗口，再挑選“tool”菜單中的“new component”指令就可以舉行元器件的設(shè)計(jì)。這時(shí)只需按照實(shí)際元器件的外形、大小等在top layer層以place pad等指令在一定的位置畫出相應(yīng)的焊盤并編輯成所需的焊盤（包括焊盤外形、大小、內(nèi)徑尺寸及角度等，另外還應(yīng)標(biāo)出焊盤相應(yīng)的引腳名），然后以place track指令在top overlayer層中畫出元器件的最大形狀，取一個(gè)元器件名存入元器件庫(kù)中即可。

5、d.元器件制作完成后，舉行布局及布線，這兩部分在下面詳細(xì)舉行研究。 e.以上過(guò)程完成后必需舉行檢查。這一方面包括電路原理的檢查，另一方面還必需檢查互相間的匹配及裝配問(wèn)題。電路原理的檢查可以人工檢查，也可以采納網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢查（原理圖形成的網(wǎng)絡(luò)與pcb形成的網(wǎng)絡(luò)舉行比較即可）。f.檢查無(wú)誤后，對(duì)文件舉行存檔、輸出。在protel99 se中必需用法“file”選項(xiàng)中的“export”指令，把文件存放到指定的路徑與文件中（“import”指令則是把某一文件調(diào)入到protel99 se中）。注：在protel99 se中“file”選項(xiàng)中的“save copy as”指令執(zhí)行后，所選取的文件名在wind

6、ows 98中是不行見(jiàn)的，所以在資源管理器中是看不到該文件的。這與protel 98中的“save as”功能不徹低一樣。3 元器件的布局因?yàn)閟mt普通采納爐熱流焊來(lái)實(shí)現(xiàn)元器件的焊接，因而元器件的布局影響到焊點(diǎn)的質(zhì)量，進(jìn)而影響到產(chǎn)品的成品率。而對(duì)于射頻電路pcb設(shè)計(jì)而言，電磁兼容性要求每個(gè)電路模塊盡量不產(chǎn)生電磁輻射，并且具有一定的抗電磁干擾能力，因此，元器件的布局還挺直影響到電路本身的干擾及抗干擾能力，這也挺直關(guān)系到所設(shè)計(jì)電路的性能。因此，在舉行射頻電路pcb設(shè)計(jì)時(shí)除了要考慮一般pcb設(shè)計(jì)時(shí)的布局外，主要還須考慮如何減小射頻電路中各部分之間互相干擾、如何減小電路本身對(duì)其它電路的干擾以及電路本身

7、的抗干擾能力。按照閱歷，對(duì)于射頻電路效果的好壞不僅取決于射頻電路板本身的性能指標(biāo)，很大部分還取決于與cpu處理板間的互相影響，因此，在舉行pcb設(shè)計(jì)時(shí)，合理布局顯得尤為重要。布局總原則：元器件應(yīng)盡可能同一方向羅列，通過(guò)挑選pcb進(jìn)入熔錫系統(tǒng)的方一直削減甚至避開(kāi)焊接不良的現(xiàn)象；按照閱歷元器件間最少要有0.5mm的間距才干滿足元器件的熔錫要求，若pcb板的空間允許，元器件的間距應(yīng)盡可能寬。對(duì)于雙面板普通應(yīng)設(shè)計(jì)一面為smd及smc元件，另一面則為分立元件。布局中應(yīng)注重：*首先確定與其它pcb板或系統(tǒng)的接口元器件在pcb板上的位置，必需注重接口元器件間的協(xié)作問(wèn)題（如元器件的方向等）。*由于掌上用品的體

8、積都很小，元器件間羅列很緊湊，因此對(duì)于體積較大的元器件，必需優(yōu)先考慮，確定出相應(yīng)位置，并考慮互相間的協(xié)作問(wèn)題。* 仔細(xì)分析電路結(jié)構(gòu)，對(duì)電路舉行分塊處理（如高頻放大電路、混頻電路及解調(diào)電路等），盡可能將強(qiáng)電信號(hào)和弱電信號(hào)分開(kāi)，將數(shù)字信號(hào)電路和模擬信號(hào)電路分開(kāi)，完成同一功能的電路應(yīng)盡量支配在一定的范圍之內(nèi)，從而減小信號(hào)環(huán)路面積；各部分電路的濾波網(wǎng)絡(luò)必需就近銜接，這樣不僅可以減小輻射，而且可以削減被干擾的幾率，按照電路的抗干擾能力。*按照單元電路在用法中對(duì)電磁兼容性敏感程度不同舉行分組。對(duì)于電路中易受干擾部分的元器件在布局時(shí)還應(yīng)盡量避免干擾源（比如來(lái)自數(shù)據(jù)處理板上cpu的干擾等）。4 布線在基本完成

9、元器件的布局后，就可開(kāi)頭布線了。布線的基本原則為：在組裝密度許可狀況下后，盡量選用低密度布線設(shè)計(jì)，并且信號(hào)走線盡量粗細(xì)全都，有利于阻抗匹配。對(duì)于射頻電路，信號(hào)線的走向、寬度、線間距的不合理設(shè)計(jì)，可能造成信號(hào)信號(hào)傳輸線之間的交錯(cuò)干擾；另外，系統(tǒng)電源自身還存在噪聲干擾，所以在設(shè)計(jì)射頻電路pcb時(shí)一定要綜合考慮，合理布線。布線時(shí)，全部走線應(yīng)遠(yuǎn)離pcb板的邊框（2mm左右），以免pcb板制作時(shí)造成斷線或有斷線的隱患。電源線要盡中能寬，以削減環(huán)路，同時(shí)，使電源線、地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向全都，以提高抗干擾能力；所布信號(hào)線應(yīng)盡可能短，并盡量削減過(guò)孔數(shù)目；各元器件間的連線越短越好，以削減分布參數(shù)和互相間的

10、電磁干擾；對(duì)于不相容的信號(hào)線應(yīng)量互相遠(yuǎn)離，而且盡量避開(kāi)平行走線，而在正向兩面的信號(hào)線應(yīng)用互垂直；布線時(shí)在需要拐角的地址方應(yīng)以135°角為宜，避開(kāi)拐直角。布線時(shí)與焊盤挺直相連的線條不宜太寬，走線應(yīng)盡量離開(kāi)不相連的元器件，以免短路；過(guò)孔不腚畫在元器件上，且應(yīng)盡量遠(yuǎn)離不相連的元器件，以免在生產(chǎn)中浮現(xiàn)虛焊、連焊、短路等現(xiàn)象。在射頻電路pcb設(shè)計(jì)中，電源線和地線的正確布線顯得尤其重要，合理的設(shè)計(jì)是克服電磁干擾的最重要的手段。pcb上相當(dāng)多的干擾源是通過(guò)電源和地線產(chǎn)生的，其中地線引起的噪聲干擾最大。地線簡(jiǎn)單形成電磁干擾的主要緣由于地線存在阻抗。當(dāng)有流過(guò)地線時(shí)，就會(huì)在地線上產(chǎn)生，從而產(chǎn)生地線環(huán)路電

11、流，形成地線的環(huán)路干擾。當(dāng)多個(gè)電路共用一段地線時(shí)，就會(huì)形成公共阻抗耦合，從而產(chǎn)生所謂的地線噪聲。因此，在對(duì)射頻電路pcb的地線舉行布線時(shí)應(yīng)當(dāng)做到：* 首先，對(duì)電路舉行分塊處理，射頻電路基本上可分成高頻放大、混頻、解調(diào)、本振等部分，要為各個(gè)電路模塊提供一個(gè)公共電位參考點(diǎn)即各模塊電路各自的地線，這樣信號(hào)就可以在不同的電路模塊之間傳輸。然后，匯總于射頻電路pcb接入地線的地方，即匯總于總地線。因?yàn)橹淮嬖谝粋€(gè)參考點(diǎn)，因此沒(méi)有公共阻抗耦合存在，從而也就沒(méi)有互相干擾問(wèn)題。*數(shù)字區(qū)與模擬區(qū)盡可能地線舉行隔離，并且數(shù)字地與模擬地要分別，最后接于電源地。*在各部分電路內(nèi)部的地線也要注重單點(diǎn)接地原則，盡量減小信號(hào)環(huán)路面積，并與