本帖最后由 criterion 于 2016-1-14 14:34 编辑 " J! ~' E! V n8 A4 G X% i
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一、 RF布局, o8 ]# L5 o- S& E0 |1 _1 t" \
1、发射电路(TX)与接收电路(RX)隔离开来。
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8 c+ X0 a0 x5 J+ o这主要是避免Tx干扰Rx 不过因为PCB板子空间有限 如果是TDD系统 亦即分时多任务 Tx跟Rx是不会同时运作的 那么Tx跟Rx可以靠近一点没关系
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& q- F( J& F' a$ h+ o( c2、发射端匹配电路靠近主芯片一端,接收端匹配电路靠近LAN端或FEM一端。 , Q8 a6 a2 [6 Q% X" I8 N& z' {: `- Y
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假设整个BlockDiagram如下 :
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Tx Matching要靠近FEM,Rx Matching要靠近Transceiver 而且要靠近阻抗不连续之处放 ; i! F4 k! v. g+ G- v
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原因是转弯处会因阻抗不连续(不论圆弧转弯或45度转弯) 导致阻抗偏移 所以你要靠Matching再把阻抗调回来 简单讲 要越靠近Load端放置
; d% @" p3 U+ M7 O9 H; X但这是在走线不是很长的情况下 如果走线很长 那匹配电路 不可放中间 2 @) K- l+ Q6 g; W8 q; W7 x" ?
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. B6 T3 t' G! n5 H3 l原因是因为 走线一长 阻抗就容易偏掉 走越长偏越多 所以Long Trace1偏掉的阻抗 Matching不见得调的回来 再者 就算Long Trace1没有使阻抗偏离50奥姆太远 但可能会因为其寄生电感(走线造成) 跟寄生电容(走线跟两旁GND, 以及下方GND造成) 以至于Matching调不太动 怎么调都很难回到50奥姆 ) K+ I! q! S* w$ R5 f3 {
就算Matching有把阻抗调回来50奥姆 但最后又会因为Long Trace2 使得最后进入FEM的阻抗又偏离50奥姆 那Matching不是白搞?? , }# y5 j: t g5 }9 M9 n' C4 M2 ~
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- g% @- P* E8 b$ |+ ]所以走线长的话 要放两组匹配
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/ _0 E$ |2 y8 t* K, i一开始出来就要先放一组Matching 1 确保Transceiver输出调到50奥姆 而Long Trace导致的阻抗偏离 最后再靠Matching 2调回来 当然 如上述 Long Trace导致的阻抗偏离 以及其寄生电感电容 Matching 2不见得能调回来 但能救多少是多少 如果嫌两组pi型组件太多 至少也要两个L型 当然 走线最好还是不要太长
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2 F1 \' Y* i. a& Q1 ]) ?. W 6、滤波器输入,输出隔离原则:如果射频信号线不得不从滤波器的输入端绕回输出端,那么,这可能会严重损害滤波器的带通特性。 , z7 o4 z" g' v4 k5 `
以SAW Filter为例 输入与输出的电感组件,不宜平行摆放过近, 8 c9 P" g9 A" ?; M, U
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否则会因互感而影响Out-of-band噪声的抑制能力, 若真的因为Layout空间限制,不得已需靠近,至少要正交摆放,才能使互感量降到最低。
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5 u; U1 E) C, g" O. Z, Z0 h, j. c2 J再者 SAW Filter目的是砍Outband Noise 亦即Input讯号 是含有Outband Noise的 如果走线过近 那么input走在线的Outband Noise 会耦合到Output走线 那就失去SAW Filter的用处了 D; d/ U5 B, x+ ^" i9 x3 \, z5 ]
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7 X, \- y9 H: A D3 I另外 在铺铜时 其GND Pad要跟表层GND隔开 切记不可共地
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# i2 [( g" m! ?9 }& [不然其Outband Noise 会透过共地 去干扰到输出讯号 亦即砍Outband Noise的效果 会大打折扣 : F& M" y! n% z4 ]* @: P6 J$ p
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6 @" o- q3 B+ g1 C9 }1 w4 W) d另外 输入跟输出的落地组件 不管电感电容 也不可共地 因为Outband Noise会透过共地 窜到输出讯号 亦即砍Outband Noise的效果 会大打折扣 * O$ O. i g* `& ]) [, D
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二、 RF布线2" W. ^2 r9 y- }/ H% C
1、将RF线布置在表层上,阻抗控制50 Ohm。将RF路径上的过孔尺寸减到最小。
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& k; Z3 z b1 t0 x% J+ V寄生电容公式如下 :
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D1是Pad半径,D2是Anti-pad半径。影响寄生电容的主要参数为Pad半径。 若将所有变量固定,只探讨D1与Cvia的关系,可得出下面曲线 : 4 e% G) Y3 U& j
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由上图可知,Pad半径越大,其寄生电容越严重。 " H% `! F" N0 M" D1 M4 _
而寄生电感,其公式如下 :
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+ U! W5 c6 V k. O, ^; l d7 ah是Via长度,由上式我们发现寄生电感也与Pad半径有关, 半径越小,其寄生电感越大,但影响不大。影响寄生电感的主要参数为Via长度,h越大,其寄生电感越严重。
7 h: K+ {, l4 ~2 f+ t所以由以上可知 Pad半径越小 可有效减少寄生电容 而寄生电感只有极轻微地增加一点点 这是过孔尺寸减小的好处 $ N# H0 H# f w
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c0 E* G- C f: v但是 过孔尺寸减小 也意味着你这走线在换层时 线宽会变细 这会使得Insertion Loss变大 这是过孔尺寸减小的坏处
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) M* N' p# M7 o/ F' B对RF讯号而言 一般对于过孔尺寸 并无太严格的要求 若真要两害相权取一轻 那宁可过孔尺寸大些 因为寄生效应导致的阻抗偏移 可以靠匹配调回来 但Insertion Loss变大 这怎么调都调不回来 早在PCB洗出来时就注定了 2 M/ u; Y3 t: G# m6 P
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2、射频信号线拐角走弧线。 & P6 G8 u c4 T
' O% d# ]. S1 P: o4 X6 K0 ~3 ^4 G凡转弯是一定会阻抗不连续 弧线是可以把该损害降到最低 不过其实对RF走线 也并无太过严苛的要求 一般45度就可以了 9 Q) F9 L* `0 \2 m- {+ P, n
* P: u8 b t4 V/ _+ `: r( `3、所有电源先经过滤波电容再到管脚,每个滤波电容都要有接地过孔。 % u9 x4 D% q" O
! n Z1 L/ A: G; a/ R, U8 C这是为了把Noise导到GND 确保流入管脚的电源是干净的
2 c9 E) T1 G. P, A: }+ v但是要注意 摆放位置一定要极靠近管脚 否则外来Noise 会直接窜入管脚
+ r! s6 ]5 f6 P还有 该落地电容 必须独立的GND 直接打Via连到Main GND 不可跟表层共地
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两个用意 一个是怕Noise透过共地 去污染其他电源走线或IC 另一个用意是 如果共地 这样会使得Noise的Return Path拉长 亦即其Loop area加大 那么EMI辐射干扰也会变大 # n* ^0 u L3 t" X: x! G% Q
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6、敏感信号线,功率检测信号(TSSI)包地处理。
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以RF组件来讲 一般会特别包地的有
" G6 M, `$ Q: s K6 `% S1. RF讯号走线(包含TSSI, PDET, FBRX, CPL走线) 2. 控制讯号走线 3. I/Q讯号走线 4. XTAL讯号走线
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! L0 D) f8 w. a$ l. P/ E7、控制线尽快走内层,防止走表层时能量向外辐射。
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走表层时 尤其不可走板边 由下图可知,不管是表层走线,或内层走线,其电场本来就会往外辐射, 因此内层走线除了可获得良好的屏蔽效果外,同时也会因上下两层的GND吸附其往外辐射的电场,使其辐射干扰大大降低。 而表层走线则是一部分的辐射电场,会被其下层的GND吸附,另一部分则直接辐射出去,故产生的辐射干扰会比内层走线大。
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" V1 _9 e- f$ k- ~0 Y5 P t而倘若表层走线,直接走在PCB边缘,会因下层GND吸附的电场极其有限, 导致其电场几乎都辐射向外,以至于产生的辐射干扰大为增加, 该现象称之为EDGE Effect,或称为Fringing Effect,如下图:
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+ z, O- \# P) k9 H& d所以 如果是Tx/高速数字讯号/电源走线 走板边会产生辐射干扰 3 o" X* v! {0 U( X& g6 i6 E
因此走线与PCB边缘的距离,至少需为20倍的板厚,该法则称之为20H Rule。 ' Y2 H, ]6 I# R- |: D( U7 Z2 q2 b
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) [6 ]4 Y$ P7 B) e/ d若采用20H Rule,可抑制将近70%的辐射电场。
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8、多路PA供电采用星型网络拓扑结构,独立的引线在引脚之间提供了空间上的隔离, , L( O0 f- Q3 Q7 x
有利于减小它们之间的耦合。另外,每条引线还具有一定的寄生电感,它有助于滤除电源线上的高频噪声。
3 u7 j1 K) g0 ^( m星状走线 最重要是分支点位置 ; v" i( F0 q8 c% |! R3 T
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9 T. r3 C" q7 Y% ^1 _' l( e道不同 一开始就要不相为谋 不要最后一刻才来分道扬镳 如果一开始就分支 就算Pin1有Noise 也不会流到Pin2跟Pin3 而且分支点到Pin的引线 刚好可以利用其寄生电感 充当RF Choke * k7 z' F. L5 ?' m8 x2 I9 r' G
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