【火腿课堂】射频和微波PCB设计常见问题的5大巧妙解决方案

以下标题为“RF 和微波 PCB 设计常见问题的 5 大巧妙解决方案”的文章由 TechnoTronix Electronics Manufacturing Services 的作者 Ken Ghadia 为 RF Cafe 编写并提交。他写信询问他是否可以提供一篇与 RF Cafe 访客相关的 PCB 设计方面的文章，因此我建议解决在公共基板上放置数字和模拟/RF 信号的问题。 TechnoTronix 在美国拥有最先进的设施，使客户能够成功克服生产和 PCB 制造挑战，生产创新的尖端电子产品，并提供 PCB 原型服务、PCB、PCB 组装服务、PCB 制造服务，在美国和世界各地提供 PCB 制造服务等。

射频和微波 PCB 设计常见问题的 5 大巧妙解决方案

凭借射频和微波 PCB 设计捕获更高频率的能力，其重要性不言而喻。射频和微波电路如今已成为各种产品的一部分，其中最引人注目的是通信设备。用于射频和微波的 PCB 制造大量完成以用于不同的设备。然而，更高的频率也带来了许多设计挑战。以下是一些可以缓解其中一些问题的便捷解决方案：

#1 有效的设计技巧

请注意使用这些设计技巧，以确保在组装过程中可以最大限度地减少任何错误的可能性：

隔离 - 如果您正在处理具有模拟、数字和 RF 组件的 PCB，则在设计阶段需要注意的一件事就是将这些部件分开。ü 接地层 - 在多层 PCB 的情况下，一个经验法则是在任何具有射频或微波信号线的层下方都有一个接地层。

解决噪声 - 由于高频信号对噪声极其敏感，这里有多种解决方法：

热噪声- 这种噪声是热搅动的结果。因此，必须通过冷却系统和散热功能调节温度来最大限度地减少温度对电路的影响。

散粒噪声 - 由于电流波动而引起的这种噪声可以通过使用金属电阻器来最小化。

相位噪声 - 影响射频信号，表现为波动或相位抖动。干净的信号是减少这种噪音的最佳方式。

闪烁噪声 - 由直流电流引起，这种噪声表现为相位噪声。解决方案在于通过专门的滤波器处理信号。

雪崩噪声——这种噪声是由于结二极管工作在接近雪崩击穿点的事实而产生的。对此的最佳解决方案是使用基于电容器的滤波器。

#2 阻抗匹配

由于高频信号对阻抗匹配的容忍度较低，因此需要注意以下几个方面：

趋肤效应损耗 - 趋肤效应是指电子在较高频率下沿导体外表面流动。在迹线上，有一个小区域用于漏斗电子。然而，一些电子也被困在这里。信号能量转化为热量。为了最大限度地减少这种损失，适当的阻抗匹配至关重要。此外，用金电镀 PCB 也可以作为解毒剂。

线路长度 - 信号损失受线路长度的影响。线路越长，信号损失越多。最好保证线路是波长的1/20。无论哪种方式，它都应该长于波长的 1/16，这是临界信号长度。

#3 回波损耗

由信号反射引起，最小化回波损耗的方法是确保从驱动器到接收器的地平面应该是连续的。如果没有这一点，返回信号将通过其他电源平面并引起信号噪声。

#4 交调失真

简而言之，串扰是导致耦合信号的导体之间的能量转移。通常，串扰的发生率随着 PCB 密度和性能的增加而增加。发挥作用的其他方面包括：

导体的接近度

它们平行运行的距离

活动线的边缘率

减少串扰的一些方法包括：

确保中心到中心的距离保持在走线宽度的四倍。

最小化平行线

最小化电介质间距

在走线之间插入地平面

在其特征阻抗上结束线路

#5 层压板性能

层压板的特性会影响 RF 或微波 PCB 的功能。例如，FR4 具有高耗散因数，导致随着信号频率增加而导致更高的插入损耗。此外，FR4 的介电常数高于高频层压板，这对阻抗有影响。层压板的特性会影响介电损耗。建议使用具有低损耗因数的基板以避免这种损失。

这是解决射频和微波PCB设计的常见问题并提高其效率的方法！

祝您的射频/微波 PCB 设计之路好运！