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射頻(RF)印刷電路板(PCB)設計、布局有哪些知識點必須掌握？

發布時間：2022-09-17作者來源：金航標瀏覽：2407


本應用筆記提供關于射頻(RF)印刷電路板(PCB)設計和布局的指導及建議，包括關于混合信號應用的一些討論，例如相同PCB上的數字、模擬和射頻元件。內容按主題進行組織，提供“  實踐”指南，應結合所有其它設計和制造指南加以應用，這些指南可能適用于特定的元件、PCB制造商以及材料。
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  • 射頻傳輸線

許多Maxim射頻元件要求阻抗受控的傳輸線，將射頻功率傳輸至PCB上的IC引腳(或從其傳輸功率)。這些傳輸線可在外層(頂層或底層)實現或埋在內層。

關于這些傳輸線的指南包括討論微帶線、帶狀線、共面波導(地)以及特征阻抗。也介紹傳輸線彎角補償，以及傳輸線的換層。

  • 微帶線

這種類型的傳輸線包括固定寬度金屬走線(導體)以及(相鄰層)正下方的接地區域。例如，第1層(頂部金屬)上的走線要求在第2層上有實心接地區域(圖1)。

走線的寬度、電介質層的厚度以及電介質的類型決定特征阻抗(通常為50Ω或75Ω)。

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微帶線示例(立體圖)

  • 帶狀線

這種線包括內層固定寬度的走線，和上方和下方的接地區域。導體可位于接地區域中間(圖2)或具有一定偏移(圖3)。這種方法適合內層的射頻走線。

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帶狀線(端視圖)

偏移帶狀線。帶狀線的一種變體，適用于層厚度不相同的PCB(端視圖)。

  • 共面波導(接地)

共面波導提供鄰近射頻線之間以及其它信號線之間較好的隔離(端視圖)。這種介質包括中間導體以及兩側和下方的接地區域。

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共面波導提供鄰近射頻線以及其它信號線之間較好的隔離

建議在共面波導的兩側安裝過孔“柵欄”，如圖5所示。該頂視圖提供了在中間導體每側的頂部金屬接地區域安裝一排接地過孔的示例。頂層上引起的回路電流被短路至下方的接地層。

特征阻抗有多種計算工具（老wu推薦通過    阻抗計算工具）可用于正確設置信號導體線寬，以實現目標阻抗。然而，在輸入電路板層的介電常數時應小心。

典型PCB外基板層包含的玻璃纖維成分小于內層，所以介電常數較低。例如，FR4材質介電常數一般為εR = 4.2，而外基板(半固化板)層一般為εR = 3.8。下邊的例子僅供參考，其中金屬厚度為1oz銅(1.4 mils、0.036mm)。

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