隨著通信技術(shù)的發(fā)展，手持式射頻電路技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，如無(wú)線尋呼機(jī)、移動(dòng)電話、無(wú)線PDA等。射頻電路的性能指標(biāo)直接影響整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量。這些手持產(chǎn)品的一個(gè)最大特點(diǎn)就是小型化，也就是說(shuō)元器件的密度非常高，使得元器件(包括SMD、SMC、裸片等)相互干擾。)非常突出。如果電磁干擾信號(hào)處理不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電路系統(tǒng)無(wú)法正常工作。因此，在設(shè)計(jì)射頻電路PCB時(shí)，如何防止和抑制電磁干擾，提高電磁兼容性成為一個(gè)非常重要的課題。同樣的電路，不同的PCB設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，其性能指標(biāo)會(huì)相差很大。本文討論了如何利用Protel99 SE軟件實(shí)現(xiàn)手持產(chǎn)品射頻電路PCB的性能指標(biāo)，以滿足電磁兼容性的要求。

1板的選擇

印刷電路板的基板包括有機(jī)和無(wú)機(jī)兩大類?；遄钪匾奶匦允墙殡姵?shù)εr、耗散因數(shù)(或介電損耗)tanδ、熱膨脹系數(shù)CET和吸濕率。εr影響電路阻抗和信號(hào)傳輸速率。對(duì)于高頻電路，介電常數(shù)容差是最重要的因素，應(yīng)選擇介電常數(shù)容差小的基板。

2 PCB設(shè)計(jì)流程

由于Protel99 SE軟件的使用不同于Protel 98軟件，首先簡(jiǎn)單討論一下用Protel99 SE軟件進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)的過(guò)程。

(1)由于Protel99

SE采用項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)模式管理，在Windows 99下是隱式的，所以要建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)文件來(lái)管理設(shè)計(jì)好的電路原理圖和PCB版圖。

②原理圖的設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接，原理設(shè)計(jì)中使用的所有組件都必須存在于組件庫(kù)中，否則需要在SCHLIB中制作所需的組件并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)文件中。然后，只需從元件庫(kù)中調(diào)用需要的元件，按照設(shè)計(jì)好的電路圖進(jìn)行連接即可。

③原理圖設(shè)計(jì)完成后，可以形成網(wǎng)絡(luò)表進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)。

④PCB設(shè)計(jì)。

A.PCB形狀和尺寸的確定。根據(jù)所設(shè)計(jì)的PCB在產(chǎn)品中的位置，在空之間的尺寸和形狀，以及與其他元件的配合，確定PCB的形狀和尺寸。使用放置軌跡命令在機(jī)械層上繪制PCB的輪廓。

B.根據(jù)SMT的要求，制作定位孔，觀察孔，參考點(diǎn)等。在PCB上。

C.部件制造。如果需要使用一些元件庫(kù)中不存在的特殊元件，需要在布局前制作元件。在Protel99 SE中制造組件的過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單。在“設(shè)計(jì)”菜單中選擇“制作庫(kù)”命令后，將進(jìn)入組件制造窗口，然后在“工具”菜單中選擇“新建組件”命令來(lái)設(shè)計(jì)組件。這時(shí)只需要根據(jù)實(shí)際元件的形狀和尺寸在頂層的某個(gè)位置畫(huà)出對(duì)應(yīng)的焊盤(pán)，編輯成需要的焊盤(pán)(包括焊盤(pán)的形狀、尺寸、內(nèi)徑和角度，以及焊盤(pán)對(duì)應(yīng)的管腳名稱)，然后用PLACE TRACK命令畫(huà)出頂層覆蓋層中元件的最大形狀，取一個(gè)元件名，存儲(chǔ)在元件庫(kù)中。

D.元件制造完成后，進(jìn)行布局和布線。下面將詳細(xì)討論這兩個(gè)部分。

E.上述過(guò)程完成后，必須進(jìn)行檢查。一方面包括電路原理的檢查，另一方面需要檢查兩者之間的匹配和組裝問(wèn)題。電路原理可以手工檢查，也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢查(原理圖形成的網(wǎng)絡(luò)可以和PCB形成的網(wǎng)絡(luò)對(duì)比)。

F.檢查后，將文件存檔并輸出。在Protel99 SE中，必須使用“文件”選項(xiàng)中的“導(dǎo)出”命令將文件存儲(chǔ)在指定的路徑和文件中(“導(dǎo)入”命令是將文件轉(zhuǎn)移到Protel99 SE中)。注意:執(zhí)行Protel99 SE中“文件”選項(xiàng)中的“將副本另存為…”命令后，所選的文件名在Windows 98中不可見(jiàn)，因此在資源管理器中也看不到該文件。這與Protel 98中的“另存為…”功能并不完全相同。

3組件布局

由于SMT一般采用紅外爐熱流焊來(lái)實(shí)現(xiàn)元器件的焊接，元器件的布局影響焊點(diǎn)的質(zhì)量，進(jìn)而影響產(chǎn)品的良率。對(duì)于射頻電路PCB設(shè)計(jì)，電磁兼容要求每個(gè)電路模塊盡量不產(chǎn)生電磁輻射，具有一定的抗電磁干擾能力。因此，元器件的布局也直接影響電路本身的干擾和抗干擾能力，也直接關(guān)系到所設(shè)計(jì)電路的性能。因此，在設(shè)計(jì)射頻電路PCB時(shí)，不僅要考慮普通PCB設(shè)計(jì)的布局，還要考慮如何降低射頻電路各部分之間的相互干擾，如何降低電路本身對(duì)其他電路的干擾以及電路本身的抗干擾能力。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，射頻電路的效果不僅取決于射頻電路板本身的性能指標(biāo)，還取決于與CPU處理板的交互。因此，在設(shè)計(jì)PCB時(shí)，合理布局尤為重要。

總布置原則:元器件盡量按同一方向布置，選擇PCB進(jìn)入熔錫系統(tǒng)的方向可以減少甚至避免焊錫不良現(xiàn)象；根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，元件之間至少要有0.5mm的間距，才能滿足元件熔錫的要求。如果PCB板的空允許，元件之間的間距應(yīng)該盡可能寬。對(duì)于雙面板，SMD和SMC元件應(yīng)設(shè)計(jì)在一側(cè)，分立元件應(yīng)設(shè)計(jì)在另一側(cè)。

布局應(yīng)注意:

*首先確定接口元件在PCB板上與其他PCB板或系統(tǒng)的位置，注意接口元件之間的協(xié)調(diào)(如元件方向等。).

*由于掌上電腦產(chǎn)品體積較小，組件之間的排列非常緊湊，因此必須優(yōu)先考慮較大的組件，確定相應(yīng)的位置，并考慮相互間的協(xié)調(diào)。

*仔細(xì)分析電路結(jié)構(gòu)，阻塞電路(如高頻放大電路、混頻電路和解調(diào)電路等。)，盡量將強(qiáng)電信號(hào)與弱電信號(hào)分開(kāi)，將數(shù)字信號(hào)電路與模擬信號(hào)電路分開(kāi)，盡量將功能相同的電路布置在一定范圍內(nèi)，以減少信號(hào)回路面積；某些電路的濾波網(wǎng)絡(luò)必須就近連接，這樣不僅可以減少輻射，還可以降低干擾的概率。

*根據(jù)使用中單元電路對(duì)電磁兼容性的敏感度進(jìn)行分組。電路中易受干擾的元件也要盡量避開(kāi)干擾源(如數(shù)據(jù)處理板上CPU的干擾等。)布局的時(shí)候。

4布線

元器件布局基本完成后，即可開(kāi)始布線。布線的基本原則是:在組裝密度允許的情況下，盡可能選擇低密度布線設(shè)計(jì)，信號(hào)布線盡量粗細(xì)，有利于阻抗匹配。

對(duì)于射頻電路來(lái)說(shuō)，信號(hào)線的方向、寬度、線間距設(shè)計(jì)不合理，可能造成信號(hào)傳輸線之間的交叉干擾；另外，系統(tǒng)電源本身還存在噪聲干擾，所以在設(shè)計(jì)射頻電路PCB時(shí)，需要綜合考慮，合理布線。

布線時(shí)，所有走線應(yīng)遠(yuǎn)離PCB的邊框(約2mm)，以避免PCB制造過(guò)程中潛在的斷線或斷線。電源線盡量寬，以降低環(huán)路電阻，同時(shí)電源線和地線的方向要與數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较蛞恢?，以提高抗干擾能力；信號(hào)線應(yīng)盡可能短，過(guò)孔的數(shù)量應(yīng)盡可能減少；元件之間的連接越短越好，以減少分布參數(shù)和相互電磁干擾；不兼容的信號(hào)線要遠(yuǎn)離，盡量避免平行布線，而正向兩側(cè)的信號(hào)線要相互垂直；布線時(shí)，在需要拐彎的地址，宜采用135°的角度，避免轉(zhuǎn)直角。

布線時(shí)，直接接在焊盤(pán)上的線不要太寬，布線盡量遠(yuǎn)離斷開(kāi)的元器件，避免短路；過(guò)孔不要畫(huà)在元器件上，盡量遠(yuǎn)離斷開(kāi)的元器件，避免生產(chǎn)中出現(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尤為重要，合理的設(shè)計(jì)是克服電磁干擾最重要的手段。PCB上相當(dāng)一部分干擾源是由電源和地線產(chǎn)生的，其中地線引起的噪聲干擾最大。

地線容易形成電磁干擾的主要原因是地線的阻抗。當(dāng)有電流流過(guò)地線時(shí)，地線上會(huì)產(chǎn)生電壓，從而產(chǎn)生地線的回路電流，形成地線的回路干擾。當(dāng)多個(gè)電路共用一段地線時(shí)，會(huì)形成公共阻抗耦合，產(chǎn)生所謂的地線噪聲。因此，在對(duì)射頻電路PCB的接地線進(jìn)行布線時(shí)，應(yīng)做到以下幾點(diǎn):

*首先把電路分塊，射頻電路基本可以分為高頻放大、混頻、解調(diào)、本振等部分。需要為每個(gè)電路模塊提供一個(gè)公共的電位參考點(diǎn)，也就是每個(gè)模塊電路的地線，這樣就可以在不同的電路模塊之間傳輸信號(hào)。然后總結(jié)在射頻電路PCB接地線的地方，也就是總地線里。因?yàn)橹挥幸粋€(gè)參考點(diǎn)，不存在公共阻抗耦合，所以不存在相互干擾的問(wèn)題。

*數(shù)字區(qū)和模擬區(qū)應(yīng)盡可能用地線隔離，數(shù)字地和模擬地分開(kāi)，最后接電源地。

*電路內(nèi)部各部分地線注意單點(diǎn)接地的原則，盡量減少信號(hào)回路面積，就近與對(duì)應(yīng)濾波電路的地址連接。

*如果空之間允許，最好用地線隔離各個(gè)模塊，防止它們之間的信號(hào)耦合效應(yīng)。

結(jié)論5

射頻PCB設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于如何降低輻射能力，如何提高抗干擾能力。合理的布局布線是射頻PCB設(shè)計(jì)的保證。本文介紹的方法有利于提高射頻電路PCB設(shè)計(jì)的可靠性，解決電磁干擾問(wèn)題，進(jìn)而達(dá)到電磁兼容的目的。

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