電源的性能指標(biāo)設(shè)計(jì)及PCB布局注意事項(xiàng)

無線通信早已深入人們的生活，設(shè)計(jì)無線模塊的公司也越來越多，從事射頻設(shè)計(jì)的朋友也越來越多，以下是我總結(jié)的一些無線模塊的電源設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)分享給各位希望對(duì)各位讀者有所幫助。如果有不同意見或建議的也希望大家通過成都億佰公司的官網(wǎng)微博及時(shí)與我們聯(lián)系，以便我們及時(shí)的更正與修改。

以下的分享主要分為電源的性能指標(biāo)以及電源電路的PCB布局兩個(gè)方面。

一、電源的性能指標(biāo)設(shè)計(jì)

電源的主要指標(biāo)有，負(fù)載調(diào)整率，電壓調(diào)整率，紋波等，本文主要從電源的負(fù)載調(diào)整率，紋波兩個(gè)方面討論無線模塊的電源指標(biāo)設(shè)計(jì)。

1.負(fù)載調(diào)整率(LOAD REGULATION)

負(fù)載調(diào)整率即電源負(fù)載的變化會(huì)引起電源輸出的變化,負(fù)載增加,輸出降低,相反負(fù)載減少,輸出升高。好的電源負(fù)載變化引起的輸出變化減到最低,通常指標(biāo)為3%~5%。??

負(fù)載調(diào)整率是衡量電源好壞的指標(biāo)，好的電源輸出接負(fù)載時(shí)電壓降小。其負(fù)載調(diào)整率=(滿載時(shí)輸出電壓-半載時(shí)輸出電壓)/額定負(fù)載時(shí)輸出電壓。

無線模塊的電源設(shè)計(jì)過程中這一指標(biāo)也是非常重要的，因?yàn)闊o線模塊經(jīng)常處于接收、發(fā)射、休眠等多種模式下其電源所帶的負(fù)載時(shí)常在變化的，因此就要求模塊的電源具有良好的電壓調(diào)整率。除此之外由于無線模塊的特性其在開始發(fā)射信號(hào)的瞬間會(huì)需要很大電流，根據(jù)不同功率的模塊其瞬態(tài)發(fā)送電流有所不同，因此設(shè)計(jì)中也應(yīng)該考慮到這點(diǎn)給無線模塊提供足夠大的瞬態(tài)電流以保證信號(hào)發(fā)射的完整性與正確性。

2.紋波

簡單的講：紋波就是一個(gè)直流電壓中的交流成分。直流電壓本來應(yīng)該是一個(gè)固定的值，但是很多時(shí)候它是通過交流電壓整流、濾波后得來的，由于濾波不干凈，就會(huì)有剩余的交流成分，即使是用電池供電也會(huì)因負(fù)載的波動(dòng)而產(chǎn)生波紋。事實(shí)上，即便是最好的基準(zhǔn)電壓源器件，其輸出電壓也是有波紋的。

3.紋波電壓的危害：

容易在用設(shè)備中產(chǎn)生不期望的諧波，而諧波會(huì)產(chǎn)生較多的危害，并且在無線模塊的通信系統(tǒng)中諧波會(huì)給通信的質(zhì)量等帶來不好的影響。

紋波較大會(huì)降低電源的工作效率，因此也就隨之提高了無線模塊的整體功耗是的模塊在低功耗等應(yīng)用領(lǐng)域收到局限。

較大的紋波易造成浪涌電壓或電流，因此容易導(dǎo)致?lián)p壞MCU、RF芯片。

紋波較大易干擾數(shù)字電路的邏輯關(guān)系，影響數(shù)據(jù)的正常傳輸與模塊的正常通信。

較大的紋波易帶來噪音干擾，使得無線模塊在發(fā)射與接收時(shí)易受到干擾而導(dǎo)致通信失敗。

以上介紹了電源指標(biāo)對(duì)模塊的影響，以下介紹提升性能的辦法對(duì)模塊的影響。

4.抑制紋波的方法：??

在成本、體積允許的情況下，盡可能采用全波或三相全波整流電路。

加大濾波電路中電容容量，條件許可時(shí)使用效果更好的LC濾波電路。

使用效果好的穩(wěn)壓電路，對(duì)紋波抑制要求很高的地方使用模擬穩(wěn)壓電源而不使用開關(guān)電源。? ??

合理布線。

二、PCB的布局注意事項(xiàng)

除對(duì)電源的性能指標(biāo)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)之外，在無線模塊的電源設(shè)計(jì)中我們還應(yīng)當(dāng)注意PCB的布局布線技巧以此提升電源的性能以及與射頻電路的電磁兼容。

對(duì)于射頻電路的布局布線技巧再次我就不在討論了，本文主要針對(duì)無線模塊中電源這部分進(jìn)行詳細(xì)的介紹以及具體的設(shè)計(jì)案例。

1.PCB布局注意：

在射頻模塊的設(shè)計(jì)中電源電路應(yīng)盡量與射頻分離，因?yàn)殡娫淳哂幸欢ǖ募y波靠的太近易對(duì)射頻電路產(chǎn)生干擾以及不可預(yù)料的影響。

電源部分布線需要有足夠粗細(xì)的電源線還需要有可供電源快速回流的參考地，因?yàn)槟K瞬時(shí)發(fā)送電流較大電源的回流也需要足夠的快。

電源的濾波，在布線是應(yīng)盡可能的將濾波電容靠近被供電的MCU、射頻IC、PA等這樣才能讓濾波電路發(fā)揮更大作用。

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