高頻PCB設計事項一

2021-10-13 21:53:32 字數 1677 閱讀 9343

射頻電路設計工程師搬出了十八般武藝,一頓猛如虎的操作之後,設計出了下邊的射頻電路版圖,並匯出dxf格式給pcb layout照抄就好了,豈不是爽歪歪。

pcb設計攻城獅匯入射頻電路dxf格式檔案之後,發現走線既有直角又有尖銳的拐角,心裡想,emmm,這射頻可真水,工資還比勞資高,避免尖銳倒角圓弧過渡都不懂,然後對射頻電路部分重新優化了走線。

為了避免日後產生誤會,射頻菌下班後把layout菌喊了過來,關上門手把手指導了一些射頻pcb設計的相關要點。

根據射頻電路理論,當訊號連線線上所傳輸的訊號的波長可與分立的電路元件的幾何尺寸相比擬時,射頻ic引腳的焊盤、射頻訊號在pcb上的傳輸線、射頻無源器件、過孔甚至是接地的鋪銅都是嚴重影響射頻訊號效能的重要因素。

微帶線是在pcb上傳輸高頻訊號的理想選擇,除非ic與天線的連線距離非常短,否則請使用特性阻抗匹配的同軸電纜或傳輸線。在印刷電路板上,最好採用微帶線傳輸線。微帶線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。走線的寬度、電介質層的厚度以及電介質的型別決定特徵阻抗(通常為50ω或75ω)。

既然帶狀線也適合射頻走線,為啥說微帶線是在pcb上傳輸高頻訊號的理想選擇呢?

無論是微帶線或是帶狀線,兩者傳輸公釐波頻率的效能都是優秀的,區別在於製造成本。

與帶狀線電路相比,微帶線電路加工步驟少,且電路元件更易於放置,因而更易於製造(製造成本更低)。而比之微帶線,帶狀線能夠為相鄰的電路線提供更多隔離,支援更密集的元器件布局。此外,帶狀線電路還非常適合製造多層電路板,各層能夠良好隔離。

微帶線與帶狀線導體的電氣效能均受絕緣材料介電常數,以及接地層鄰近效應的影響。微帶線只有乙個接地層,而帶狀線有兩個接地層。對於微帶線,影響導體阻抗的有效介電常數是絕緣材料及其電路上方空氣的相對介電常數之和(等於1)。帶狀線的有效介電常數則為導體上下兩個基材的相對介電常數之和。

對於所有高頻電路,保持阻抗受控對於實現一致的振幅和相位響應電氣效能至關重要。兩種傳輸線的導體的阻抗除其它因素外,是導體寬度、導體厚度、絕緣基材的厚度,基材的相對電容率或介電常數的函式。對於帶狀線,中心導體與兩接地層之間的距離是否相等,或者導體上下方絕緣體的介電常數是否相同並不重要(微帶線亦是如此)。

帶狀線有兩個接地層,因此帶狀線的50ω(或者任何給定阻抗)線比微帶線阻抗相同的導體細。較細的線固然支援較大的電路密度,但是較細的線也需要更嚴格的製造公差,並且整個電路的基材的介電常數要非常一致。微帶線的單端(不平衡式)傳輸線的介質損耗(由基材的耗散因子界定)比帶狀線少,這是因為微帶線的一些場線在空氣中,其耗散因子可忽略不計。

當然,這兩種傳輸線所具備的效能實際上只是與其製造所用載體——絕緣基材的效能幾乎相同。正如所採用的pcb材料,例如fr-4,能夠降低成本,但同時也會限制其效能,根據不同的微帶線和帶狀線應用選擇最適宜材料,會更好地發揮這兩種傳輸線的優點。

與許多任務程決策一樣,會權衡考慮選擇微帶線還是帶狀線。例如,帶狀線電路的電路密度高,因而,在相同頻率條件下,比微帶線電路需要更多的材料層、更多加工時間和費用、並且更需要注意細節的處理。

相對於常見的微帶線和帶狀線,還有一種射頻傳輸線是接地共面波導,接地共面波導提供鄰近射頻線之間以及其它訊號線之間較好的隔離。

50歐姆線設計 高頻pcb 高頻PCB設計概要之一

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