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便攜式無線設備已經(jīng)成為我們生活中不可或缺的伴侶,隨著功能的豐富和無線技術的升級換代,便攜式無線設備的設計越來越復雜。電子工程專輯網(wǎng)站做的調查顯示:在進行手機設計時,%的工程師最關注RF方面的設計,由于這部分設計涉及模擬、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設計方面的難題,電子工程專輯網(wǎng)站近日舉辦了有關《便攜式設備RF設計》的專題研討,并特邀請德州儀器(中國)有限公司無線通訊技術客戶設計中心硬件技術應用經(jīng)理劉俊勇?lián)握搲钨e,與工程師就便攜式設備的RF設計展開交流。
一、關于RF抗干擾
隨著無線通信信號頻率的提升,工程師越來越關心射頻電路中RF信號的輻射和干擾問題。如有的工程師在設計時常會用屏蔽罩來屏蔽RF部分的輻射。但這樣做會增加成本,因此讀者鐘峰詢問在設計時主要考慮哪些問題就可以減少屏蔽罩的使用甚至不用屏蔽？對此劉俊勇表示:“可以考慮把大功率RF信號放在PCB的中間層,并確保有良好的接地以減少輻射。”不過他表示屏蔽罩依然是控制輻射的首選方法。
有工程師詢問在某一RF應用電路中,當RF部分工作時,CPU與RF無關的端口會受到類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計手機電路板時, 如何解除DC/DC變換器對RF電路的影響？劉俊勇介紹說可以通過增加電容來濾除對直流線路的影響,另外還可以使用針對RF線路的專用LDO。
工程師還就消除RF干擾相互間進行了交流,如有工程師詢問如何消除在一個包含單片機芯片和一個通過布線實現(xiàn)的線圈的射頻電路中產(chǎn)生的干擾時？讀者caesar 回復說:“可以先試著將單片機與射頻電路隔離,最簡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構內(nèi)。如果成本不支持結構上的空間分離,在單片機的單獨引腳上去耦試試。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似膠布的屏蔽材料來實現(xiàn)隔離。讀者森森建議將射頻電路與其它部分分開,包括輸入輸出信號線。讀者XieKen指出,RF信號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、關于射頻設計的PCB布局問題
有工程師詢問在開發(fā)WLAN的PCB布局布線時,怎樣匹配或計算線路為50歐姆。如果線路匹配不好,怎樣在網(wǎng)絡分析儀下計算所匹配的元件(L,C)？
劉俊勇指出,50歐姆匹配取決于你的PCB設置,通過設置PCB參數(shù)如層的厚度、線的寬度和厚度,可以用RF仿真工具計算出阻抗。如果不匹配可以使用分析設備測量S參數(shù)或使用LC器件來補償,通常只測量發(fā)射靈敏度。
還有工程師詢問在RF電路如放大器的設計中,是否應把信號地與偏置電路的電源地分開？對此劉俊勇說:“不必分開信號地和放大器的地,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、關于RF的軟件仿真
軟件仿真可以幫助工程師模擬實際的工作情況并可幫助工程師建立解決問題的模型。在RF仿真軟件的選擇上,劉俊勇建議使用Agilent的ADS 仿真軟件來完成RF仿真,他指出該軟件能支持分立RF設計和完整的系統(tǒng)設計。
在仿真軟件的使用上,有工程師詢問如何利用軟件仿真RF端口的匹配電路？劉俊勇表示,第一步可以基于電路板設計使用網(wǎng)絡分析儀測量實際的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。 第二步可以基于匹配網(wǎng)絡的仿真結果,在板上做一些進一步的優(yōu)化工作。
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作者: 張國斌
