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射频电路板设计 - 流程顺畅的主要挑战、解决方案和技巧！
射频电路板设计 - 流程顺畅的主要挑战、解决方案和技巧！
无论是在医疗、工业还是通信设备中，射频电路板设计的使用都在增加。简单地说，射频信号是高频模拟信号。射频频率范围通常为300 kHz至300 GHz。这与微波频率范围相反，微波频率范围高于300 MHz。
尽管RF PCB具有广泛的优势，但与高速数字信号板设计相比，RF电路板设计也面临着一系列独特的挑战。让我们详细了解这些挑战，同时了解帮助设计师有效缓解这些挑战的有效技巧。
与射频电路板设计相关的挑战
对噪声的敏感性——射频信号对噪声高度敏感，会导致振铃和反射。重要的是确保信号正确终止。还建议优化返回路径并确保保持正确接地。
阻抗匹配——本质上频率和容差是负相关的 频率越高，容差越小。如果迹线的总长度大于临界长度，即信号波长的 1/16，则需要进行阻抗控制。
回波损耗——必须尽量减少回波损耗。在没有良好设计的情况下，返回信号将通过电源层，或通过PCB的多个层。在这种情况下，它将不受阻抗控制。出于这个原因，信号下方的接地层可以提供阻抗控制路径，这一点很重要。使用接地层，接地回路电流被最小化，并且进入电路元件的射频泄漏也被最小化。
串扰——高频设计也受到串扰的影响。事实上，串扰与有源线的边缘速率成正比。在此，来自有源线路的耦合能量叠加在受扰线路上。随着电路板密度的增加，串扰问题也随之增加。为了解决这个问题，重要的是在信号走线周围留出足够的空间。同样重要的是，迹线保持尽可能小。同样重要的是，高速信号的路由距离尽可能远。减小线路与其参考平面之间的电介质间距是另一种有效措施。类似地，在其特性阻抗上端接线路也可以限制串扰。
其他信号损失——其他信号损失包括集肤效应损失和介电损失。因此，PCB设计人员需要查看层压板属性，例如：
耗散因数
介电常数值
例如，用于PCB或层压板的FR4材料具有高损耗因数。因此，使用FR4时插入损耗会更高。此外，FR4的介电常数值可以变化高达10%。反过来，这会影响阻抗。高频层压板具有更稳定的频率。
谈到Dk值本身，在微波电路中，Dk值与电路元件的大小有关。因此，设计人员可以通过选择具有更高Dk值的层压板来减小电路尺寸。
射频电路板设计的有效技巧
有许多有效的技巧有助于创建更好的设计和提高抗干扰能力。其中一些包括：
使用内层作为电源接地层。通过这样做，您将提供屏蔽并减少杂散电感。减少信号线的长度可以减少交叉干扰。
将电路布局旋转45度。通过这样做，将减少高频信号的发射和耦合。较短的布局长度更适合通孔。此外，层与层之间的布局应该是垂直的，以减少信号干扰。增加接地层的铜也有好处。
封装重要的信号走线。这对提高信号的抗干扰能力大有帮助。当涉及信号走线时，还建议避免环路并改用菊花链路。
桥接去耦电容。重要的是首先布置射频并使射频信号为50欧姆。
隔离的重要性怎么强调都不为过。