今天小编要和大家分享的是EDA,IC设计相关信息,接下来我将从RF电路PCB布局设计时导致电路故障的具体原因分析,pcb设计之6 - pcb设计流程这几个方面来介绍。
EDA,IC设计相关技术文章RF电路PCB布局设计时导致电路故障的具体原因分析
本文罗列了设计时可能会忽视的问题,探讨了每种失误导致电路故障的原因,并给出了如何避免这些设计缺陷的建议。本文以FR-4电介质、厚度0.0625in的双层PCB为例,电路板底层接地。工作频率介于315MHz到915MHz之间的不同频段,Tx和Rx功率介于-120dBm至+13dBm之间。
电感方向
当两个电感(甚至是两条PCB走线)彼此靠近时,将会产生互感。第一个电路中的电流所产生的磁场会对第二个电路中的电流产生激励(图1)。这一过程与变压器初级、次级线圈之间的相互影响类似。当两个电流通过磁场相互作用时,所产生的电压由互感LM决定:
上式中,YB是向电路B注入的误差电压,IA是作用于电路A的电流。LM对电路间距、电感环路面积(即磁通量)以及环路方向非常敏感。因此,正确排列所有电感的方向才能在紧凑电路布局和降低耦合之间取得最佳平衡。
图1:磁力线
由图1的磁力线可以看出互感与电感排列方向有关。
若要使电路B的电流环路平行于电路A的磁力线,需对电路B的方向进行调整,尽量使两个电路的电感互相垂直。
图2:两种不同的PCB布局
图2中所示为两种不同的PCB布局,其中一种布局的元件排列方向不合理(L1和L3),另一种的方向排列则更为合适。
应遵循原则
电感间距应尽可能远;电感排列方向成直角,使电感之间的串扰降至最小。
引线耦合
如同电感排列方向会影响磁场耦合一样,如果引线彼此过于靠近,也会影响耦合。这种布局问题也会产生所谓的互感。RF电路最关心问题之一即为系统敏感部件的走线,例如输入匹配网络、接收器的谐振槽路、发送器的天线匹配网络等。
返回电流通路须尽可能靠近主电流通道,将辐射磁场降至最小。这种布局有助于减小电流环路面积。返回电流的理想低阻通路通常是引线下方的接地区域,即将环路面积有效限制在电介质厚度乘以引线长度的区域。但是,如果接地区域被分割开,则会增大环路面积。对于穿过分割区域的引线,返回电流将被强制通过高阻通路,大大提高了电流环路面积。这种布局还使电路引线更容易受互感的影响。:完整的大面积接地有助于改善系统性能