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在设计PCB线路板时,如何降低RF效应

2021-11-02
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PCB电路板与电路板和内部器件之间的三种互连。在射频设计中,互连点的电磁特性是工程设计的次要成果之一。下面就和小编一起来看看这三种互连设计的各种技巧吧。内容涉及器件的器件方法、布线隔离和增加引线电感的措施的介绍。



目前有迹象表明,印制电路板设计的频率越来越高。随着数据速率的不断提高,数据传输所需的带宽也将信号频率的下限提升到1GHz甚至更高。这种高频信号技术远远超出了毫米波技术(30GHz)的范围,但也确实触及了射频和低端微波技术。


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射频工程设计方法必须能够处理通常出现在较高频段的更强的电磁场效应。这些电磁场会在相邻的信号线或 PCB 线上感应出信号,导致令人不快的串扰(干扰和总噪声)并削弱系统功能。回波损耗主要由阻抗失配形成,对信号的影响与加性噪声和干扰的影响相同。



高回波损耗有两个负面影响: 1. 反射回信号源的信号会加入碎片噪声,使接收器更难区分噪声和信号; 2.任何反射信号都会从根本上降低信号质量,因为输出信号的形状发生了变化。

虽然数字系统只处理1和0信号,具有很好的容错能力,但是高速脉冲上升时产生的谐波会导致频率越高,信号越弱。前向纠错技术虽然可以消除一些负面影响,但是利用系统的本地带宽来传输冗余数据,导致系统功能降低。更好的解决方案是让 RF 效应有所帮助,而不是有损于信号的完整性。建议数字系统最高频率处的总回波损耗(通常是较差的数据点)为 -25dB,相当于 VSWR 为 1.1。

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PCB电路板设计的目的是更小、更快、成本更低。对于RFPCB,高速信号有时会限制PCB电路板设计的小型化。目前处理串扰性能的辅助方法是停止地层管理,停止布线之间的间隔,降低引线电感(studcapacitance)。减少回波损耗的第二种方法是停止阻抗匹配。这种方法包括绝缘材料的无效处理和有源信号线与地线的隔离,特别是信号线与地线之间火势跳跃的地方。



由于互连点是电路链中最细的环节,在射频设计中,互连点的电磁特性是工程设计面临的次要成果,必须对每个互连点进行考察,对已有成果进行考察。印刷电路板的系统互连包括三类互连:芯片到电路板、PCB电路板互连、电路板与内部安装之间的信号输出/输入。


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