13条设计经验@@,别让电源毁了你的@@射频电路@@

你注意到电源对你的@@射频系统的@@影响@@吗@@?对于高性能的@@无线通信系统@@,电源对射频的@@影响@@可能是@@“隐性@@”的@@,但却不可忽视@@。小编收集整理了业界广泛关注的@@几条设计射频电路电源的@@要点与经验@@。

一@@、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@@。

二@@、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@@。

三@@、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@@@@。

四@@、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@@。

五@@、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@@。

六@@、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@@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@@。

七@@、PCB的@@POWER部分的@@铜箔尺寸符合其流过的@@最大电流@@,并考虑余量@@(一@@般参考为@@@@1A/mm线宽@@)。

八@@、电源线的@@输入输出不要交叉@@。

九@@、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@@。

十@@、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@@。

十@@一@@@@、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@@。

十@@二@@@@、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@@。

十@@三@@@@、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@@。

星型连接的@@@@Vcc布线方案@@

上图给出了星型连接的@@@@@@Vcc布线方案@@。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@@。每个电源引脚使用独立的@@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@@。

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@@电源是优化射频系统性能的@@基本要素@@。

文章来源@@: EMC家园@@