RF無線射頻電路設計中常見問題的分析

（文章來源：電子工程網）

射頻（RF）PCB設計，在目前公開出版的理論上具有很多不確定性，常被形容為一種“黑色藝術”。通常情況下，對于微波以下頻段的電路（包括低頻和低頻數字電路），在全面掌握各類設計原則前提下的仔細規(guī)劃是一次性成功設計的保證。對于微波以上頻段和高頻的PC類數字電路。則需要2~3個版本的PCB方能保證電路品質。而對于微波以上頻段的RF電路．則往往需要更多版本的：PCB設計并不斷完善，而且是在具備相當經驗的前提下。由此可知RF電路設計上的困難。

1 數字電路模塊和模擬電路模塊之間的干擾

如果模擬電路（射頻）和數字電路單獨工作，可能各自工作良好。但是，一旦將二者放在同一塊電路板上，使用同一個電源一起工作，整個系統(tǒng)很可能就不穩(wěn)定。這主要是因為數字信號頻繁地在地和正電源（》3 V）之間擺動，而且周期特別短，常常是納秒級的。由于較大的振幅和較短的切換時間。

使得這些數字信號包含大量且獨立于切換頻率的高頻成分。在模擬部分，從無線調諧回路傳到無線設備接收部分的信號一般小于lμV。因此數字信號與射頻信號之間的差別會達到120 dB。顯然．如果不能使數字信號與射頻信號很好地分離。微弱的射頻信號可能遭到破壞，這樣一來，無線設備工作性能就會惡化，甚至完全不能工作。

2 供電電源的噪聲干擾

射頻電路對于電源噪聲相當敏感，尤其是對毛刺電壓和其他高頻諧波。微控制器會在每個內部時鐘周期內短時間突然吸人大部分電流，這是由于現代微控制器都采用CMOS工藝制造。因此。假設一個微控制器以lMHz的內部時鐘頻率運行，它將以此頻率從電源提取電流。如果不采取合適的電源去耦．必將引起電源線上的電壓毛刺。如果這些電壓毛刺到達電路RF部分的電源引腳，嚴重時可能導致工作失效。

3 不合理的地線

如果RF電路的地線處理不當，可能產生一些奇怪的現象。對于數字電路設計，即使沒有地線層，大多數數字電路功能也表現良好。而在RF頻段，即使一根很短的地線也會如電感器一樣作用。粗略地計算，每毫米長度的電感量約為l nH，433 MHz時10 toni PCB線路的感抗約27Ω。如果不采用地線層，大多數地線將會較長，電路將無法具有設計的特性。

4 天線對其他模擬電路部分的輻射干擾

在PCB電路設計中，板上通常還有其他模擬電路。例如，許多電路上都有模，數轉換（ADC）或數／模轉換器（DAC）。射頻發(fā)送器的天線發(fā)出的高頻信號可能會到達ADC的模擬輸入端。因為任何電路線路都可能如天線一樣發(fā)出或接收RF信號。如果ADC輸入端的處理不合理，RF信號可能在ADC輸入的 ESD二極管內自激。從而引起ADC偏差。
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