RF和混合信号PCB的一般布局指南(一)

本应用笔记提供关于射频(RF)印刷电路板(PCB)设计和布局的指导及建议,包括关于混合信号应用的一些讨论,例如相同PCB上的数字、模拟和射频元件。内容按主题进行组织,提供“最佳实践”指南,应结合所有其它设计和制造指南加以应用,这些指南可能适用于特定的元件、PCB制造商以及材料。

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射频传输线

许多Maxim射频元件要求阻抗受控的传输线,将射频功率传输至PCB上的IC引脚(或从其传输功率)。这些传输线可在外层(顶层或底层)实现或埋在内层。关于这些传输线的指南包括讨论微带线、带状线、共面波导(地)以及特征阻抗。也介绍传输线弯角补偿,以及传输线的换层。

微带线

这种类型的传输线包括固定宽度金属走线(导体)以及(相邻层)正下方的接地区域。例如,第1层(顶部金属)上的走线要求在第2层上有实心接地区域(图1)。走线的宽度、电介质层的厚度以及电介质的类型决定特征阻抗(通常为50Ω或75Ω)。

“图1.
图1. 微带线示例(立体图)

带状线

这种线包括内层固定宽度的走线,和上方和下方的接地区域。导体可位于接地区域中间(图2)或具有一定偏移(图3)。这种方法适合内层的射频走线。

“图2.
图2. 带状线(端视图)。

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图3. 偏移带状线。带状线的一种变体,适用于层厚度不相同的PCB(端视图)。

共面波导(接地)

共面波导提供邻近射频线之间以及其它信号线之间较好的隔离(端视图)。这种介质包括中间导体以及两侧和下方的接地区域(图4)。

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图4. 共面波导提供邻近射频线以及其它信号线之间较好的隔离

建议在共面波导的两侧安装过孔“栅栏”,如图5所示。该顶视图提供了在中间导体每侧的顶部金属接地区域安装一排接地过孔的示例。顶层上引起的回路电流被短路至下方的接地层。

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图5. 建议在共面波导的两侧安装过孔栅栏

特征阻抗有多种计算工具(老wu推荐通过 PCB特征阻抗计算神器Polar SI9000安装及破解指南 下载阻抗计算工具)可用于正确设置信号导体线宽,以实现目标阻抗。然而,在输入电路板层的介电常数时应小心。典型PCB外基板层包含的玻璃纤维成分小于内层,所以介电常数较低。例如,FR4材质介电常数一般为εR = 4.2,而外基板(半固化板)层一般为εR = 3.8。下边的例子仅供参考,其中金属厚度为1oz铜(1.4 mils、0.036mm)。

表1. 特征阻抗示例

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本文转载自:吴川斌的博客
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