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便攜式無(wú)線設(shè)備已經(jīng)成為我們生活中不可或缺的伴侶,隨著功能的豐富和無(wú)線技術(shù)的升級(jí)換代,便攜式無(wú)線設(shè)備的設(shè)計(jì)越來(lái)越復(fù)雜。電子工程專(zhuān)輯網(wǎng)站做的調(diào)查顯示:在進(jìn)行手機(jī)設(shè)計(jì)時(shí),%的工程師最關(guān)注RF方面的設(shè)計(jì),由于這部分設(shè)計(jì)涉及模擬、數(shù)字和模數(shù)混合,因此令工程師十分頭疼。為幫助工程師解決RF設(shè)計(jì)方面的難題,電子工程專(zhuān)輯網(wǎng)站近日舉辦了有關(guān)《便攜式設(shè)備RF設(shè)計(jì)》的專(zhuān)題研討,并特邀請(qǐng)德州儀器(中國(guó))有限公司無(wú)線通訊技術(shù)客戶設(shè)計(jì)中心硬件技術(shù)應(yīng)用經(jīng)理劉俊勇?lián)握搲钨e,與工程師就便攜式設(shè)備的RF設(shè)計(jì)展開(kāi)交流。

一、關(guān)于RF抗干擾

隨著無(wú)線通信信號(hào)頻率的提升,工程師越來(lái)越關(guān)心射頻電路中RF信號(hào)的輻射和干擾問(wèn)題。如有的工程師在設(shè)計(jì)時(shí)常會(huì)用屏蔽罩來(lái)屏蔽RF部分的輻射。但這樣做會(huì)增加成本,因此讀者鐘峰詢問(wèn)在設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮哪些問(wèn)題就可以減少屏蔽罩的使用甚至不用屏蔽？對(duì)此劉俊勇表示:“可以考慮把大功率RF信號(hào)放在PCB的中間層,并確保有良好的接地以減少輻射。”不過(guò)他表示屏蔽罩依然是控制輻射的首選方法。

有工程師詢問(wèn)在某一RF應(yīng)用電路中,當(dāng)RF部分工作時(shí),CPU與RF無(wú)關(guān)的端口會(huì)受到類(lèi)似尖脈沖的干擾該如何解決？劉俊勇表示這可能是RF 部分沒(méi)有很好的與CPU部分隔離,他提示檢查PCB版圖。

還有工程師想知道在設(shè)計(jì)手機(jī)電路板時(shí), 如何解除DC/DC變換器對(duì)RF電路的影響？劉俊勇介紹說(shuō)可以通過(guò)增加電容來(lái)濾除對(duì)直流線路的影響,另外還可以使用針對(duì)RF線路的專(zhuān)用LDO。

工程師還就消除RF干擾相互間進(jìn)行了交流,如有工程師詢問(wèn)如何消除在一個(gè)包含單片機(jī)芯片和一個(gè)通過(guò)布線實(shí)現(xiàn)的線圈的射頻電路中產(chǎn)生的干擾時(shí)？讀者caesar 回復(fù)說(shuō):“可以先試著將單片機(jī)與射頻電路隔離,最簡(jiǎn)單的辦法是裝在印制板兩面。然后如有可能,將射頻電路隔離在分離的結(jié)構(gòu)內(nèi)。如果成本不支持結(jié)構(gòu)上的空間分離,在單片機(jī)的單獨(dú)引腳上去耦試試。但最重要的是先把它們裝在兩面試試看。”

讀者陳建則認(rèn)為干擾可能是PCB制線圈產(chǎn)生的,他建議不要使用或使用類(lèi)似膠布的屏蔽材料來(lái)實(shí)現(xiàn)隔離。讀者森森建議將射頻電路與其它部分分開(kāi),包括輸入輸出信號(hào)線。讀者XieKen指出,RF信號(hào)總是往低阻抗的地方走,因此走線及布局一定要考慮,以及合理使用具有RF特性的元件作為濾波。

二、關(guān)于射頻設(shè)計(jì)的PCB布局問(wèn)題

有工程師詢問(wèn)在開(kāi)發(fā)WLAN的PCB布局布線時(shí),怎樣匹配或計(jì)算線路為50歐姆。如果線路匹配不好,怎樣在網(wǎng)絡(luò)分析儀下計(jì)算所匹配的元件(L,C)？

劉俊勇指出,50歐姆匹配取決于你的PCB設(shè)置,通過(guò)設(shè)置PCB參數(shù)如層的厚度、線的寬度和厚度,可以用RF仿真工具計(jì)算出阻抗。如果不匹配可以使用分析設(shè)備測(cè)量S參數(shù)或使用LC器件來(lái)補(bǔ)償,通常只測(cè)量發(fā)射靈敏度。

還有工程師詢問(wèn)在RF電路如放大器的設(shè)計(jì)中,是否應(yīng)把信號(hào)地與偏置電路的電源地分開(kāi)？對(duì)此劉俊勇說(shuō):“不必分開(kāi)信號(hào)地和放大器的地,但可以在DC線路上增加小電容。”另外,他指出要注意放大器的工作溫度。

三、關(guān)于RF的軟件仿真

軟件仿真可以幫助工程師模擬實(shí)際的工作情況并可幫助工程師建立解決問(wèn)題的模型。在RF仿真軟件的選擇上,劉俊勇建議使用Agilent的ADS 仿真軟件來(lái)完成RF仿真,他指出該軟件能支持分立RF設(shè)計(jì)和完整的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

在仿真軟件的使用上,有工程師詢問(wèn)如何利用軟件仿真RF端口的匹配電路？劉俊勇表示,第一步可以基于電路板設(shè)計(jì)使用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量實(shí)際的S參數(shù),并將其輸入到RF仿真軟件中,以獲得初始的匹配網(wǎng)絡(luò)。 第二步可以基于匹配網(wǎng)絡(luò)的仿真結(jié)果,在板上做一些進(jìn)一步的優(yōu)化工作。

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作者: 張國(guó)斌