設計技巧:RF電路與天線的EMC設計
發布時間:2013-07-10 責任編輯:eliane
【導讀】電磁幹擾在電子係統與設備中無處不在,因此如何使電子係統與設備滿足電磁兼容(EMC)的要求是一項關鍵技術。隨著射頻和微波領域的高速發展,工程師們也越來越關注RF電路設計技巧…
當(dang)射(she)頻(pin)電(dian)路(lu)一(yi)切(qie)都(dou)按(an)預(yu)先(xian)設(she)定(ding)的(de)方(fang)案(an)設(she)計(ji)完(wan)成(cheng)之(zhi)後(hou),其(qi)性(xing)能(neng)不(bu)一(yi)定(ding)就(jiu)會(hui)完(wan)全(quan)達(da)標(biao),其(qi)中(zhong)會(hui)導(dao)致(zhi)射(she)頻(pin)性(xing)能(neng)不(bu)達(da)標(biao)的(de)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)因(yin)素(su)有(you)可(ke)能(neng)就(jiu)是(shi)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao),而(er)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)並(bing)不(bu)一(yi)定(ding)是(shi)因(yin)為(wei)射(she)頻(pin)範(fan)疇(chou)內(nei)電(dian)路(lu)布(bu)局(ju)、布線不合理造成,亦可能是因為其它方方麵麵的原因。大多數情況導致幹擾出現都是當和其它電路,如數字電路部分、電源電路部分等組合後才產生的。
電磁幹擾無處不在
處理幹擾問題是做設計工作必須的、更是射頻設計、預研工作重點之一。在此簡單談談我們對射頻方麵電磁幹擾的理解與認識。

電磁幹擾(EMI)在電子係統與設備中無處不在,在射頻領域表現卻特別突出。雖然電磁幹擾在射頻係統中表現千奇百怪,但表現最多、影響最突出的地方應該是射頻係統的接收前端低噪聲放大的關鍵指針靈敏度的影響。其次是看得見、聽得到的視頻、音頻信號影響等等,這就是我們做射頻工作最為關心的。幹擾來自何處?是射頻硬件本身的低噪聲及係統沒做好、還是天線沒做好?若我們堅信低噪聲及係統、天線等都沒問題,我們的思路就會不由自主地想到幹擾方麵:是幹擾信號影響了射頻性能?
在大部分情況,若不是資深技術人員,要考慮到EMI幹擾層麵,一般都會是在射頻低噪放及係統、天線來回折騰好幾個回合,甚至浪費了大量時間,最後不得已才考慮到幹擾層麵上去。
無幹擾、性能良好的產品都是使人高興的;有幹擾產品隨功能不同影響就千奇百怪、各不相同。考慮幹擾問題就成了我們最重要的議事日程。考慮幹擾的時候我們也許會問:何為幹擾,幹擾從何而來,怎樣去測試、量化幹擾?重要的是怎樣去減少幹擾?EMC問題就不期而遇。在長期的工作中我們對電磁幹擾也曾有過刻骨銘心、深受其害的時候。因此在長期的工作中就不斷總結、分析、查找EMC相關問題處理技術與技巧。這些技術與技巧現在也是我們最寶貴的經驗。經過無數次驗證,處理幹擾問題一般總是手到擒來。
電磁幹擾(EMI)在電子係統與設備中無處不在,因此如何使電子係統與設備滿足電磁兼容(EMC)的要求是一項關鍵技術。
滿足EMC的RF電路設計技巧
由於射頻和微波領域的高速發展,需求高潮正促使射頻工程師越來越關注RF電路設計技巧,RFdianlubandeshejishizuilingshejigongchengshigandaotoutengdebufen。ruxiangyicihuodechenggong,zaixiguihuahezhuzhongxijieshibixujiayigaoduzhongshideliangdaguanjianshejiguize。erzaisuoyouPCB設she計ji盡jin可ke能neng將jiang數shu字zi電dian路lu遠yuan離li模mo似si電dian路lu是shi一yi條tiao重zhong要yao的de設she計ji規gui則ze。否fou則ze由you於yu這zhe方fang麵mian的de疏shu忽hu而er引yin起qi的de設she計ji更geng改gai將jiang可ke能neng導dao致zhi一yi個ge即ji將jiang完wan成cheng的de設she計ji推tui倒dao重zhong來lai。這zhe一yi因yin疏shu忽hu而er導dao致zhi的de嚴yan重zhong後hou果guo將jiang不bu言yan而er喻yu。
由於射頻電路板PCB設計在理論上還有很多不確定性,因此常被形容為一種黑色藝術,但這個觀點隻有部分正確。RF電路PCB設(she)計(ji)也(ye)有(you)許(xu)多(duo)可(ke)以(yi)遵(zun)循(xun)的(de)準(zhun)則(ze)和(he)不(bu)應(ying)該(gai)被(bei)忽(hu)視(shi)的(de)法(fa)則(ze)。不(bu)過(guo)在(zai)實(shi)際(ji)設(she)計(ji)時(shi),真(zhen)正(zheng)實(shi)用(yong)技(ji)巧(qiao)是(shi)當(dang)這(zhe)些(xie)準(zhun)則(ze)和(he)法(fa)則(ze)因(yin)各(ge)種(zhong)設(she)計(ji)約(yue)束(shu)而(er)無(wu)法(fa)準(zhun)確(que)地(di)實(shi)施(shi)時(shi),如(ru)何(he)對(dui)它(ta)進(jin)行(xing)折(zhe)衷(zhong)處(chu)理(li)。
今天的射頻電路設計大多以各種方式將所有東西集成在一起,這對射頻電路板PCB設計來說很不利。現在業界競爭非常激烈,人們都在找辦法用最小的尺寸和最低的成本集成最多的功能。模似、數字和RF電(dian)路(lu)都(dou)緊(jin)密(mi)地(di)擠(ji)在(zai)一(yi)起(qi),用(yong)來(lai)隔(ge)開(kai)各(ge)自(zi)問(wen)題(ti)區(qu)域(yu)的(de)空(kong)間(jian)非(fei)常(chang)小(xiao),而(er)且(qie)考(kao)慮(lv)到(dao)成(cheng)本(ben)因(yin)素(su),電(dian)路(lu)板(ban)層(ceng)數(shu)往(wang)往(wang)又(you)減(jian)到(dao)最(zui)小(xiao)。令(ling)人(ren)感(gan)到(dao)不(bu)可(ke)思(si)議(yi)的(de)是(shi),多(duo)用(yong)途(tu)芯(xin)片(pian)可(ke)將(jiang)多(duo)種(zhong)功(gong)能(neng)集(ji)成(cheng)在(zai)一(yi)個(ge)非(fei)常(chang)小(xiao)的(de)裸(luo)片(pian)上(shang),而(er)且(qie)連(lian)接(jie)外(wai)界(jie)的(de)引(yin)腳(jiao)之(zhi)間(jian)排(pai)列(lie)得(de)又(you)非(fei)常(chang)緊(jin)密(mi),因(yin)此(ci)RF、IF、模mo擬ni和he數shu字zi信xin號hao非fei常chang靠kao近jin,但dan它ta們men通tong常chang在zai電dian氣qi上shang是shi不bu相xiang幹gan的de。電dian源yuan分fen配pei可ke能neng對dui設she計ji者zhe來lai說shuo是shi個ge噩e夢meng,為wei了le延yan長chang電dian池chi壽shou命ming,電dian路lu的de不bu同tong部bu分fen是shi根gen據ju需xu要yao而er分fen時shi工gong作zuo的de,並bing由you軟ruan件jian來lai控kong製zhi。這zhe意yi味wei著zhe可ke能neng需xu要yao為wei手shou機ji提ti供gong5到6種工作電源。雖然這樣,但在設計RF布局時,做為一個資深射頻專家,總會有許許多多的原則必須優先加以考慮和滿足。
射頻電路PCB板(ban)的(de)設(she)計(ji)的(de)確(que)需(xu)考(kao)慮(lv)很(hen)多(duo)因(yin)素(su)。可(ke)以(yi)說(shuo)是(shi)點(dian)點(dian)滴(di)滴(di),就(jiu)如(ru)以(yi)上(shang)所(suo)述(shu),如(ru)想(xiang)一(yi)次(ci)獲(huo)得(de)成(cheng)功(gong)需(xu)仔(zai)細(xi)規(gui)劃(hua)和(he)注(zhu)重(zhong)細(xi)節(jie),從(cong)宏(hong)觀(guan)到(dao)微(wei)觀(guan),盡(jin)量(liang)做(zuo)好(hao)每(mei)一(yi)步(bu)。當(dang)原(yuan)理(li)圖(tu)設(she)計(ji)完(wan)成(cheng)後(hou),不(bu)應(ying)當(dang)馬(ma)上(shang)進(jin)行(xing)實(shi)質(zhi)性(xing)的(de)布(bu)線(xian)工(gong)作(zuo),而(er)是(shi)規(gui)劃(hua)與(yu)分(fen)析(xi)。把(ba)規(gui)劃(hua)和(he)分(fen)析(xi)的(de)結(jie)果(guo)標(biao)注(zhu)在(zai)原(yuan)理(li)圖(tu)上(shang);把分區的電路用不同顏色的彩筆劃圈;把重要的模擬線,數字線,RF射頻線加以標注。在布局和布板時心中有數,忙而不亂。
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