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射频电路布局需要考虑哪些因素?

  • 2025-06-12 11:01:00
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1. 板子结构和接地

射频电路板最好用四层或更多层的设计。中间专门留一整层作为完整的地平面,这层地就像电路的“稳定基石”,能有效控制信号的回路路径,减少干扰。在信号层正下方铺上完整的地平面,还能形成“微带线”结构,这种结构能让射频信号传输更顺畅,减少能量损失。打接地孔时,位置不能太稀疏,例如对于2.4GHz信号,接地孔之间最好不超过3毫米。

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2. 信号线的阻抗要稳住
射频信号对线路的电阻特性(阻抗)非常敏感,必须保持恒定,最常用的是50欧姆。线路宽度、板子材料厚度、铜箔厚度都会影响这个值。比如用RO4350B材料的板子(厚度1.6mm时),50欧姆对应的线宽大约是0.38毫米。走线要避免直角转弯,改用45度斜角或圆弧拐角,这样能减少信号反射。线宽不能突然变粗或变细,需要平滑过渡。


3. 元件怎么摆
布局就像“排座位”,不同功能模块要分开坐。比如高功率放大器(PA)和低噪声放大器(LNA)不能挨在一起,防止大信号“吵到”小信号接收。有实验数据表明,在5GHz频段,两者间距至少15毫米以上才能有效隔离。天线馈线(连接天线与电路的线)要尽量短,最好控制在信号波长的1/10以内。如果是一对差分信号线,两条线长度差要小于0.1毫米,避免信号不同步。电感类元件别并排放,互相垂直摆放可以减少磁场干扰。


4. 电源和滤波要可靠
每个芯片的电源引脚旁边(5毫米内),都要放一组小电容和大电容搭配,比如0.1μF和10pF并联,这样能覆盖更宽的干扰频率范围(例如2.4GHz系统需覆盖到7.2GHz)。功率大的模块(比如功放)要单独供电,就像“专线专用”,避免它工作时影响其他电路。电源线要宽而短,地线要完整连通,避免形成“环形地线”——这种环形回路容易接收干扰。


5. 隔离干扰和散热
对于特别敏感或容易干扰别人的区域(如压控振荡器VCO),建议加上金属屏蔽罩,相当于“单间隔间”。射频主信号路径最好按“一字型”走线,避免绕圈(U型),减少信号交叉。功率大的元件(如功放管)要预留散热空间,必要时贴散热片。在板子上打散热孔或设计散热通道,让热量快速散出去——温度过高会直接影响性能和稳定性。


6. 布线细节别忽视
射频线尽量走在板子表层,下方必须是完整的地层。两条射频线不能靠太近,如果必须平行走,中间加一条接地的隔离线(带接地过孔)。射频线换层时要少用过孔,过孔会产生电感干扰。非用不可时,要把过孔尺寸做小,并控制数量(例如15mil线宽配15–18mil过孔)。数字信号线(尤其是时钟线)必须和射频线分层布置,最好用地平面隔开,避免数字噪声“串”进射频信号中

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