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單片射頻器件大大方便了一定范圍內(nèi)無線通信領域的應用，采用合適的微控制器和天線并結(jié)合此收發(fā)器件即可構(gòu)成完整的無線通信鏈路。它們可以集成在一塊很小的電路板上，應用于無線數(shù)字音頻、數(shù)字視頻數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，無線遙控和遙測系統(tǒng)，無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，無線網(wǎng)絡以及無線安全防范系統(tǒng)等眾多領域。 3 RF 電路和數(shù)字電路做在同塊PCB 上的解決方案 以下給出在大多數(shù)RF 應用中的一些通用設計和布線策略。然而，遵循實際應用中RF 器件的布線建議更為重要。 （1） 一個可靠的地線層面 當設計有RF 元件的PCB 時，應該總是采用一個可靠的地線層。其目的是在電路中建立一個有效的0 V 電位點，使所有的器件容易去耦。供電電源的0 V 端子應直接連接在此地線層。由于地線層的低阻抗，已被去耦的兩個節(jié)點間將不會產(chǎn)生信號耦合。對于板上多個信號幅值可能相差120 dB ，這一點非常重要。在表面貼裝的PCB 上，所有信號布線在元件安裝面的同一面，地線層則在其反面。理想的地線層應覆蓋整個PCB （ 除了天線PCB 下方） 。如果采用兩層以上的PCB ，地線層應放置在鄰近信號層的層上（如元件面的下一層） 。另一個好方法是將信號布線層的空余部分也用地線平面填充，這些地線平面必須通過多個過孔與主地線層面連接。需要注意的是：由于接地點的存在會引起旁邊的電感特性改變，因此選擇電感值和布置電感是必須仔細考慮的。 （2） 縮短與地線層的連接距離 所有對地線層的連接必須盡量短，接地過孔應放置在（或非常接近） 元件的焊盤處。決不要讓兩個地信號共用一個接地過孔，這可能導致由于過孔連接阻抗在兩個焊盤之間產(chǎn)生串擾。 （3） RF 去耦 去耦電容應該放置在盡可能靠近引腳的位置，每個需要去耦的引腳處都應采用電容去耦。采用高品質(zhì)的陶瓷電容，介電類型最好是“ NPO” ， “ X7R” 在大多數(shù)應用中也能較好工作。理想的選擇電容值應使其串聯(lián)諧振等于信號頻率。例如434 MHz 時，SMD 貼裝的100 p F 電容將良好工作，此頻率時，電容的容抗約為4 Ω，過孔的感抗也在同樣范圍。串聯(lián)的電容和過孔對于信號頻率形成一個陷波濾波器，使之能有效的去耦。868 MHz 時，33 p F 電容是一個理想的選擇。除了RF 去耦的小值電容，一個大值電容也應放置在電源線路上去耦低頻，可選擇一個2. 2 μF陶瓷或10μF 的鉭電容。 （4） 電源的星形布線 星形布線是模擬電路設計中眾所周知的技巧（如圖1所示） 。星形布線———電路板上各模塊具有各自的來自公共供電電源點的電源線路。在這種情況下，星形布線意味著電路的數(shù)字部分和RF 部分應有各自的電源線路，這些電源線應在靠近IC 處分別去耦。這是一個隔開來自數(shù)字 部分和來自RF 部分電源噪聲的有效方法。如果將有嚴重噪聲的模塊置于同一電路板上，可以將電感（磁珠） 或小阻值電阻（10 Ω） 串聯(lián)在電源線和模塊之間，并且必須采用至少10 μF 的鉭電容作這些模塊的電源去耦。這樣的模塊如RS 232 驅(qū)動器或開關電源穩(wěn)壓器。 （5） 合理安排PCB 布局 為減小來自噪聲模塊及周邊模擬部分的干擾，各電路模塊在板上的布局是重要的。應總是將敏感的模塊（ RF部分和天線） 遠離噪聲模塊（微控制器和RS 232 驅(qū)動器）以避免干擾。 （6） 屏蔽RF 信號對其他模擬部分的影響 如上所述，RF 信號在發(fā)送時會對其他敏感模擬電路模塊如ADC 造成干擾。大多數(shù)問題發(fā)生在較低的工作頻段（如27 MHz） 以及高的功率輸出水平。用RF 去耦電容（100p F） 連接到地來去耦敏感點是一個好的設計習慣。 （7） 在板環(huán)形天線的特別考慮 天線可以整體做在PCB 上。對比傳統(tǒng)的鞭狀天線，不僅節(jié)省空間和生產(chǎn)成本，機構(gòu)上也更穩(wěn)固可靠。慣例中，環(huán)形天線（loop antenna） 設計應用于相對較窄的帶寬，這有助于抑制不需要的強信號以免干擾接收器。應注意到環(huán)形天線（正如所有其他天線） 可能收到由附近噪聲信號線路容性耦合的噪聲。它會干擾接收器，也可能影響發(fā)送器的調(diào)制。因此在天線附近一定不要布數(shù)字信號線路，并建議在天線周圍保持自由空間。接近天線的任何物體都將構(gòu)成調(diào)諧網(wǎng)絡的一部分，而導致天線調(diào)諧偏離預想的頻點，使收發(fā)輻射范圍（距離） 減小。對于所有的各類天線必須注意這一事實，電路板的外殼（外圍包裝） 也可能影響天線調(diào)諧。同時應注意去除天線面積處的地線層面，否則天線不能有效工作。 （8） 電路板的連接 如果用電纜將RF 電路板連接到外部數(shù)字電路，應使用雙絞線纜。每一根信號線必須和GND 線雙絞在一起（DIN/ GND ， DOUT/ GND ， CS/ GND ， PWR _ UP/ GND） 。切記將RF 電路板和數(shù)字應用電路板用雙絞線纜的GND線連接起來，線纜長度應盡量短。給RF 電路板供電的線路也必須與GND 雙絞（VDD/ GND。 4 結(jié)論 迅速發(fā)展的射頻集成電路為從事無線數(shù)字音頻、視頻數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，無線遙控、遙測系統(tǒng)，無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，無線網(wǎng)絡以及無線安全防范系統(tǒng)等設計的工程技術人員解決無線應用的瓶頸提供了最大的可能。同時，射頻電路的設計又要求設計者具有一定的實踐經(jīng)驗和工程設計能力。本文是筆者在實際開發(fā)中總結(jié)的經(jīng)驗，希望可以幫助眾多射頻集成電路開發(fā)者縮短開發(fā)周期，避免走不必要的彎路，節(jié)省人力和財力。 ——文章來源:電子工程專輯 融創(chuàng)芯城PCB/SMT,專業(yè)做樣板、快板、小批量，最快8小時加急。 特價：單雙面樣板10*10mm，10pcs以下50元， 15x15mm-10pcs以下90元（1.0~1.6mm綠油白字噴錫）， 行業(yè)最低，平臺的信譽讓您放心！ 5平米以上全免100%測試費，330全包（0.8-1.6mm噴錫板） 交期提速：12點前下單付款的，當天算入交期有效時間 樣板SMT/DIP 200元起，絕對實惠。 歡迎訪問www.digiic.com自助詢價下單或人工一對一報價哦! www.digiic.com) ,專業(yè)服務小批量的采購和配單要求, 提供一站式電子元器件，PCB，PCBA購買服務; 并提供項目眾包、方案共享平臺，把低頻使用的技術資源和人才資源，與社會有產(chǎn)品或方案開發(fā)需求的公司和個人對接起來，為廣大工程師和在校學生提供例程、案例培訓和新產(chǎn)品知識推廣； 融創(chuàng)芯城微信端將定期推送高品質(zhì)的技術文章，行業(yè)資訊等諸多優(yōu)質(zhì)內(nèi)容！關注我們妥妥沒錯！！ 希望與技術文章原創(chuàng)作者，以及更多原廠工程師、資深電子工程師互動交流？------歡迎加入融創(chuàng)芯城電子技術群，長按以下QQ群二維碼，識別加入，或長按識別客服微信號，加入融創(chuàng)電子技術微信群！ QQ群：499391543 |
