基于 RF 电路设计中的常见问题及解决方案
射频(RF)电路板设计
射频(RF)电路板设计(RF)板设计胜利的RF设计必需认真注重囫囵设计过程中每个步骤及每个详情，这意味着必需在设计开头阶段就要举行彻底的、认真的规划，并对每个设计步骤的发展举行全面持续的评估。
而这种细致的设计技巧正是国内大多数企业文化所欠缺的。
近几年来，因为设备、无线局域网络(WLAN)设备，和移动电话的需求与成长，促使业者越来越关注RF电路设计的技巧。
从过去到现在，RF电路板设计犹如电磁干扰(EMI)问题一样，向来是工程师们最难掌控的部份，甚至是梦魇。
若想要一次就设计胜利，必需事先认真规划和注意详情才干奏效。
射频(RF)电路板设计因为在理论上还有无数不确定性，因此常被形容为一种「黑色艺术」(black art) 。
但这只是一种以偏盖全的观点，RF 电路板设计还是有许多可以遵循的法则。
不过，在实际设计时，真正有用的技巧是当这些法则因各种限制而无法实施时，如何对它们举行折衷处理。
重要的RF设计课题包括：阻抗和阻抗匹配、绝缘层材料和层叠板、波长和睦波...等，本文将集中探讨与RF电路板分区设计有关的各种问题。
微过孔的种类电路板上不同性质的电路必需分隔，但是又要在不产生电磁干扰的最佳状况下衔接，这就需要用到微过孔(microvia)。
通常微过孔直径为0.05mm至0.20mm，这些过孔普通分为三类，即盲孔(blind via)、埋孔(bury via)和通孔(through via)。
盲孔位于印刷线路板的顶层和底层表面，具有一定深度，用于表层线路和下面的内层线路的衔接，孔的深度通常不超过一定的比率(孔径)。
埋孔是指位于印刷线路板内层的衔接孔，它不会延长到线路板的表面。
上述两类孔都位于线路板的内层，层压前利用通孔成型制程完成，在过孔形成过程中可能还会重叠做好几个内层。
第三种称为通孔，这种孔穿过囫囵线路板，可用于第1页共5页。
RF原理及电路解析
RF原理及电路解析RF（Radio Frequency）通常被翻译为射频或者无线电频率，是指在300 kHz到300 GHz之间的电磁波频率范围。
RF原理：在RF技术中，电流通过导线或者电子器件（例如晶体管、二极管等）来产生高频的振荡信号，并通过天线辐射出去。
接收端则通过天线接收到这些波，然后解调恢复原始信号。
RF频率的特点是在电磁波频谱中处于高频段，具有较大的传播能力和穿透力。
相比之下，低频信号在传播过程中会受到电缆损耗和其他干扰的影响较大。
RF电路解析：RF电路设计需要考虑到信号的特点和要求，因此与普通电路设计存在一些不同之处，主要有以下几点：1.选择合适的元器件：在RF电路中，选择合适的元器件是非常重要的。
元器件的参数如导通电阻、电容、电感等应满足高频特性要求。
例如高频电容需要具有低阻抗和低失真特性，而高频电感则需要具有较低的等效串联电阻和互感。
2.高频电路布局：在RF电路中，电路板的布局对信号的传输和抗干扰能力有很大影响。
为了避免干扰，需要保持良好的地线和电源线分布，以减小信号回路间的互联电感和互联电容。
此外还需要避免天线和其他高频元器件之间的相互干扰。
3.高频仿真与调试：在设计RF电路时，需要进行高频仿真以验证电路的参数和性能是否满足要求。
常用的电磁仿真软件如ADS、HFSS等可以帮助设计者进行电路的仿真与优化。
同时，通过观察功率谱、频谱分析、S参数等指标，可以进行电路的调试和优化。
4.阻抗匹配：RF电路中，为了提高功率传输效率，需要进行阻抗匹配。
通过使用阻抗变换器、匹配线和滤波器等元器件，将信号源、负载和传输线的阻抗调整为匹配的阻抗，从而实现最大功率传输。
总结起来，RF原理涉及到电磁波的传播和信号处理，而RF电路设计则需要关注元器件选型和参数、高频布局、仿真与调试以及阻抗匹配等因素。
对于RF设备的性能和应用来说，合理的RF电路设计是非常重要的。
RF电路设计原理
RF电路设计原理RF电路设计原理是指在射频（RF）信号处理系统中，通过设计和优化电路以实现各种功能和性能要求的一系列原则和方法。
RF电路设计原理涉及信号的放大、滤波、混频、调制、解调、发射和接收等各个方面，是实现无线通信系统的关键技术之一首先，RF电路设计原理中的一个重要原则是匹配网络的设计。
匹配网络的作用是将信号源、负载和中间电路之间的阻抗进行匹配，从而实现最大功率传输和最小的反射功率。
匹配网络一般使用网络分析仪、Smith图和无源组件（如电容器和电感器）等工具进行设计和优化。
常见的匹配网络包括共射极匹配、共集电极匹配和共基极匹配等。
其次，RF电路设计原理中的另一个重要原则是滤波器设计。
滤波器的作用是选择带通内的信号，并阻断不需要的频率分量。
常见的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
滤波器的设计一般使用传输线理论、频率选择技术和滤波器设计工具等方法进行。
第三，RF电路设计原理中的另一个重要原则是射频放大器的设计。
射频放大器的作用是将微弱的射频信号放大到足够的功率以满足通信系统的要求。
射频放大器的设计一般包括选择合适的放大器结构（如共射极、共集电极和共基极）、优化放大器的工作点和选择合适的放大器管（如双极型或场效应管）等。
此外，RF电路设计原理中还涉及混频器、调制解调器、天线和功率放大器等电路的设计原理。
混频器的作用是将不同频率的信号合并在一起，调制解调器的作用是实现信号的调制和解调，天线的作用是将电信号转化为电磁波或将电磁波转化为电信号，功率放大器的作用是将低功率信号放大到足够的功率以满足通信系统的要求。
总之，RF电路设计原理是实现无线通信系统的关键技术之一、它涉及匹配网络、滤波器、射频放大器、混频器、调制解调器、天线和功率放大器等电路的设计和优化。
通过合理应用这些设计原理，可以实现高效的射频信号处理和传输，从而提高无线通信系统的性能和可靠性。
rf6886的应用电路设计
rf6886的应用电路设计
RF6886的应用电路设计可以基于以下几个关键要素进行考虑和实施：电
源供应、信号输入和放大、输出匹配和滤波。
为RF6886提供适当的电源供应是非常重要的。
通常，RF6886的工作电
压要求在3.3V到5V之间，因此应选择一种稳定可靠的电源模块来提供所需
电压。
电源应具备良好的噪声过滤功能，以确保RF6886稳定可靠地工作。
信号输入和放大部分旨在将输入信号放大到RF6886的工作范围内。
此
部分通常包括一个低噪声放大器以提高信号质量，并且依赖于具体应用场景
的需求，可以附带滤波器以削弱杂散信号或不需要的频段。
接下来是输出匹配和滤波。
RF6886的输出应匹配到所需负载阻抗，以获
得最大功率传输效率。
为了防止输出信号中的谐波等杂散成分干扰其他系统，应该采用适当的滤波器来滤除不需要的频段。
在设计RF6886的应用电路时，需要考虑它的散热问题。
RF6886在工作
时会产生一定的热量，因此必须提供散热措施以确保芯片的温度在安全范围内。
可以采用散热片、散热鳍片或风扇等散热装置来有效降低芯片温度。
RF6886的应用电路设计应该包括适当的电源供应、信号输入和放大、输
出匹配和滤波，以及散热措施。
根据具体应用需求，还可以根据相应的数据
手册进行更详细的设计和优化。
射频电路设计的常见问题及五大经验总结.
射频电路设计的常见问题及五大经验总结射频电路板设计由于在理论上还有很多不确定性，因此常被形容为一种“黑色艺术”，但这个观点只有部分正确，RF电路板设计也有许多可以遵循的准则和不应该被忽视的法则。
不过，在实际设计时，真正实用的技巧是当这些准则和法则因各种设计约束而无法准确地实施时如何对它们进行折衷处理。
当然，有许多重要的RF 设计课题值得讨论，包括阻抗和阻抗匹配、绝缘层材料和层叠板以及波长和驻波等，在全面掌握各类设计原则前提下的仔细规划是一次性成功设计的保证。
RF电路设计的常见问题1、数字电路模块和模拟电路模块之间的干扰如果模拟电路(射频)和数字电路单独工作，可能各自工作良好。
但是，一旦将二者放在同一块电路板上，使用同一个电源一起工作，整个系统很可能就不稳定。
这主要是因为数字信号频繁地在地和正电源(>3 V)之间摆动，而且周期特别短，常常是纳秒级的。
由于较大的振幅和较短的切换时间。
使得这些数字信号包含大量且独立于切换频率的高频成分。
在模拟部分，从无线调谐回路传到无线设备接收部分的信号一般小于lμV。
因此数字信号与射频信号之间的差别会达到120 dB。
显然.如果不能使数字信号与射频信号很好地分离。
微弱的射频信号可能遭到破坏，这样一来，无线设备工作性能就会恶化，甚至完全不能工作。
2、供电电源的噪声干扰射频电路对于电源噪声相当敏感，尤其是对毛刺电压和其他高频谐波。
微控制器会在每个内部时钟周期内短时间突然吸人大部分电流，这是由于现代微控制器都采用CMOS工艺制造。
因此。
假设一个微控制器以lMHz的内部时钟频率运行，它将以此频率从电源提取电流。
如果不采取合适的电源去耦.必将引起电源线上的电压毛刺。
如果这些电压毛刺到达电路RF部分的电源引脚，严重时可能导致工作失效。
3、不合理的地线如果RF电路的地线处理不当，可能产生一些奇怪的现象。
对于数字电路设计，即使没有地线层，大多数数字电路功能也表现良好。
而在RF频段，即使一根很短的地线也会如电感器一样作用。
射频电路设计的困境及对策
●将射频电路集成在同一块印制电路板或IC上，这会促使人们使用一种新的设计方法。 ●EDA厂商正在开始提供集成时域仿真和频域仿真的分析工具。
每一个独特的设计领域各有用于开发和模椴馐缘姆椒ê图际酢９こ淌γ怯美瓷杓颇Ｄ獾缏返姆椒ㄓ肷杓剖值缏返姆椒ㄓ凶鸥镜牟畋穑Ｄ獾缏酚肷淦档缏芬灿忻飨郧稹＠纾谀Ｄ饬煊蚝蜕淦盗煊蛑校淮嬖谀苤С肿酆系牟级燃畚铩６遥谄德视蛑卸允值缏房榈姆抡媸呛廖抟庖宓摹Ｓ捎谡庑┗镜牟畋穑谏杓瓶记氨匦肟悸堑礁髦稚杓品椒ㄖ涑３；岵黄ヅ洹Ｉ杓剖负踝苁窃谑奔溆蛑薪惺稚杓疲谄德视蛑薪猩淦瞪杓疲ㄎ颂岣叻抡嫠俣龋０蚜街掷嘈偷纳杓萍稍谕豢樾酒希赡芤馕蹲耪鲂酒姆抡媸奔浠崂さ讲幌质档牡夭健Ｔ谏杓屏鞒痰牟馐越锥魏脱橹そ锥危榭鲆彩侨绱恕Ｊ值缏返牟馐圆煌谀Ｄ獾缏返牟馐裕杓频哪Ｄ獠糠忠膊煌谏淦挡糠帧＞」苡姓庑┪侍猓杓剖γ且丫⒉⒔绦�阉姓馊隽煊蜃楹显谝黄鸬牟贰?nbsp;
Neolinear公司为射频电路设计师提供的是NeoCircuit-RF。该工具具有适用于一系列射频元件的设计输入、仿真和综合功能。
它利用Cadence公司的SpecctreRF仿真程序和安捷伦公司的ADS仿真程序来交互地或自动地对各种定制的射频电路进行尺寸调整、偏置和验证。工程师可以利用内置的功能进行测量，或者通过开放式API（应用编程接口）添加自己的专有测量方法。NeoCircuit-RF能利用LSF()或GridEngine()在设计小组成员之间适当地管理可用的执行许可证，从而把综合工作分配给多台机器。
形状因子、功耗和成本推动着模拟电路设计、射频电路设计和数字电路设计的日益集成化。便携式设备小巧轻便，功耗和成本尽可能低。集成度直接影响着最终电子产品的制造成本、尺寸和重量，通常也决定所需功率的大小。设计师从材料清单中每去掉一个元件，维持该元件的供应链所需日常开支就会随之减少，最终产品的制造成本就会下降，产品尺寸也会缩小。
移动通信系统RF干扰产生的原因及解决办法
移动通信系统RF干扰产生的原因及解决办法可能造成射频干扰的原因正不断增多，有些显而易见容易跟踪，有些则非常细微，很难识别发现。
虽然仔细设计基站可以提供一定的保护，但多数情况下对干扰信号只能在源头处进行控制。
本文讨论射频干扰的各种可能成因，了解其根源后将有助于工程师对其进行许多问题，如电话掉线、连接出现噪声、信道丢失以及接收语音质量很差等，而造成干扰的各种可能原因则正以惊人的速度在增长。
（如专用无线通信或寻呼等）共存于一个复杂环境中，其中多数旧系box-sizing：border-box;color：rgb（208，92，56）;background：“target=”_blank“》RF设备如数字视频广播和无线局域网等又会产生新的可能使通信服务中断的信号。
由于环境限制越来越大，众多新业务竞相挤占有限的蜂窝站点，使得蜂窝信号发射塔上竖满了各种天线。
而随着我们越来越多地通过移动电话联系、在互联网上观看多媒体表演和进行商业贸易，甚至不久我们的汽车、冰箱和电烤箱也将使用RF信号互相交流，通信的天空将变得更加拥挤。
引起RF干扰的原因大多数干扰都是无意造成的，只是其它正常运营活动的副产品。
干扰信号只影响接收器，即使它们在物理上接近发射器，发射也不会受其影响。
下面列出一些最常见的干扰源，可以让你知道在实际情况下应该从何处着手，要注意的是大多数干扰源来自于基站的外部，也即在你直接控制范围之外。
发射器配置不正确另一个服务商也在你的频率上发射信号。
多数情况下这是因为故障或设置不正确造成的，产生冲突的发射器服务商会更急于纠正这个问题，以便恢复其服务。
未经许可的发射器在这种情况下，其它服务商是故意在与你同一个频段上发射，通常是因为他根本没有拿到许可。
他可能在一个频段上没有发现信号，于是假定没有人在使用该频段，于是擅自加以利用。
发放许可的政府机构通常有助于赶走这类无照经营者。
覆盖区域重叠你的网络或其它网络的覆盖区域在一个或多个信道上超过规定范围。
RF射频集成电路设计与测试
物联网系统中的应用
随着物联网技术的发展，射频集成电路 在物联网领域的应用也越来越广泛。在 物联网系统中，射频集成电路被用于无 线传感器网络、智能家居、智能交通等
领域。
物联网系统中的射频集成电路需要具备 低功耗、小型化、高可靠性和低成本等 特点，以满足物联网大规模应用的需求
电磁仿真技术
01
时域有限差分法（ FDTD）
用于模拟电磁波在二维平面内的 传播。
02
有限元法（FEM）
03
矩量法（MOM）
将问题域离散为有限个小的单元 ，通过求解每个单元的场量来逼 近整体问题的解。
将电磁波的波动方程转化为求解 矩阵方程的问题，适用于求解天 线、微波器件等复杂结构。
CHAPTER 03
医疗电子系统中的射频集成电路需要 具备高可靠性、低功耗和小型化等特 点，以确保医疗设备的稳定性和安全 性。
THANKS
[ 感谢观看 ]
2
通过光刻、刻蚀、沉积等工艺，可以制造出各种 微型机械元件，如微振荡器、微传感器和微执行 器等。
3
MEMS工艺在射频集成电路中用于实现高频元件 和滤波器等。
纳米压印工艺
纳米压印工艺是一种高分辨率、高效率的制造技术。
通过将模板上的图案转移到衬底上，可以制造出具有高精度和一致性的电路元件。
纳米压印工艺具有低成本、高产量和可重复性高的优点，在射频集成电路制造中具 有广阔的应用前景。
可靠性分析软件
如Silvaco TCAD等，用于分析器件可靠性和 寿命。
设计中的关键问题
信号完整性
确保信号在传输过程中 不发生畸变或失真。
RF射频集成电路设计与射频技术
将电磁场仿真和电路仿真相结合，可以对整 个RF集成电路进行全面、精确的模拟和分析 。
物理验证与版图绘制
物理验证
01
使用物理验证工具对版图进行DRC、LVS等检查，确保版图与原
理图一致，避免制造过程中的错误。
版图绘制
02
使用版图绘制工具如Cadence、Mentor Graphics等，将电路
利用射频技术实现地球站与卫星之间的通信 。
雷达探测
利用射频技术实现目标探测、定位和跟踪。
射频识别
利用射频技术实现非接触式自动识别目标， 广泛应用于物流、门禁等领域。
03
射频集成电路设计实例
无线通信系统设计
无线通信系统是利用无线电磁波进行信息传输的系统，射频集成电路在无线通信系 统中发挥着至关重要的作用。
原理图转化为版图，为后续制造提供基础。
版图优化
03
根据电磁仿真和物理验证的结果，对版图进行优化，提高RF集
成电路的性能和可靠性。
06
RF射频集成电路测试与验证
测试方法与流程
静态测试
通过测试接口连接被测集成电路，利用测试设备对电路的 输入输出信号进行测量，以评估其功能和性施加激励信号，观察 其输出响应，以评估电路在不同工作状 态下的性能表现。
在无线通信系统设计中，需要考虑到信号的发送和接收、调制解调、信号处理等方 面的技术要求，同时还需要考虑系统的功耗、体积、重量等方面的限制。
无线通信系统设计需要综合考虑多种因素，包括频谱利用率、抗干扰能力、传输速 率、覆盖范围等，以满足不同应用场景的需求。
雷达系统设计
1
雷达系统是一种利用电磁波探测目标的系统，广 泛应用于军事、航空、气象等领域。
卫星通信系统设计需要考虑卫星轨道 、信号传输延时、多普勒频移等方面 的因素，以保证通信的可靠性和稳定 性。
常见RF问题分析-整理
弱覆盖概念：覆盖区域导频信号的RSCP小于－95dBm。
出现环境：凹地、山坡背面、电梯井、隧道、地下车库或地下室、高大建筑物内部等。
导致后果：全覆盖业务接入困难、掉话；手机无法驻留小区，无法发起位置更新和位置登记而出现“掉网”的情况。
应对措施：•可以通过增强导频功率、调整天线方向角和下倾角，增加天线挂高，更换更高增益天线等方法来优化覆盖。
•新建基站，或增加周边基站的覆盖范围，使两基站覆盖交叠深度加大，保证一定大小的软切换区域，同时要注意覆盖范围增大后可能带来的同邻频干扰；•新增基站或RRU，以延伸覆盖范围；RRU、室内分布系统、泄漏电缆、定向天线等方案来解决越区覆盖•概念：某些基站的覆盖区域超过了规划的范围，在其他基站的覆盖区域内形成不连续的主导区域。
•出现环境：丘陵地形、沿道路、港湾两边区域•导致后果：切换失败、―岛‖ 现象（见下面补充内容）•应对措施：尽量避免天线正对道路传播，或利用周边建筑物的遮挡效应，减少越区覆盖，但同时需要注意是否会对其他基站产生同频干扰。
对于高站的情况，比较有效的方法是更换站址，或者调整导频功率或使用电下倾天线，以减小基站的覆盖范围来消除“岛”效应。
上下行不平衡概念：目标覆盖区域内，上下行对称业务出现下行覆盖良好而上行覆盖受限（表现为UE的发射功率达到最大仍不能满足上行BLER要求）。
或下行覆盖受限（表现为下行专用信道码发射功率达到最大仍不能满足下行BLER要求）的情况。
导致结果：比较容易导致掉话，常见的原因是上行覆盖受限应对措施：对于上行干扰产生的上下行不平衡，可以通过监控基站的RTWP 的告警情况来确认是否存在干扰。
上行受限的情况，可考虑增加塔放。
下行受限的情况，在容量足够的情况下，可调整功率设置；或者更换大功率功放无主导小区概念：没有主导小区或者主导小区更换过于频繁的地区。
无主导小区就是形成导频污染的必要条件之一：无主导频导致后果：导致频繁切换，进而降低系统效率，增加了掉话的可能性。
射频电路设计的常见问题及五大经验总结
射频电路设计的常见问题及五大经验总结射频电路板设计由于在理论上还有很多不确定性，因此常被形容为一种“黑色艺术”，但这个观点只有部分正确，RF电路板设计也有许多可以遵循的准则和不应该被忽视的法则。
不过，在实际设计时，真正实用的技巧是当这些准则和法则因各种设计约束而无法准确地实施时如何对它们进行折衷处理。
当然，有许多重要的RF 设计课题值得讨论，包括阻抗和阻抗匹配、绝缘层材料和层叠板以及波长和驻波等，在全面掌握各类设计原则前提下的仔细规划是一次性成功设计的保证。
RF电路设计的常见问题1、数字电路模块和模拟电路模块之间的干扰如果模拟电路(射频)和数字电路单独工作，可能各自工作良好。
但是，一旦将二者放在同一块电路板上，使用同一个电源一起工作，整个系统很可能就不稳定。
这主要是因为数字信号频繁地在地和正电源(>3 V)之间摆动，而且周期特别短，常常是纳秒级的。
由于较大的振幅和较短的切换时间。
使得这些数字信号包含大量且独立于切换频率的高频成分。
在模拟部分，从无线调谐回路传到无线设备接收部分的信号一般小于lμV。
因此数字信号与射频信号之间的差别会达到120 dB。
显然.如果不能使数字信号与射频信号很好地分离。
微弱的射频信号可能遭到破坏，这样一来，无线设备工作性能就会恶化，甚至完全不能工作。
2、供电电源的噪声干扰射频电路对于电源噪声相当敏感，尤其是对毛刺电压和其他高频谐波。
微控制器会在每个内部时钟周期内短时间突然吸人大部分电流，这是由于现代微控制器都采用CMOS工艺制造。
因此。
假设一个微控制器以lMHz的内部时钟频率运行，它将以此频率从电源提取电流。
如果不采取合适的电源去耦.必将引起电源线上的电压毛刺。
如果这些电压毛刺到达电路RF部分的电源引脚，严重时可能导致工作失效。
3、不合理的地线如果RF电路的地线处理不当，可能产生一些奇怪的现象。
对于数字电路设计，即使没有地线层，大多数数字电路功能也表现良好。
而在RF频段，即使一根很短的地线也会如电感器一样作用。
射频电路腔体结构设计
射频电路腔体结构设计1. 引言射频（Radio Frequency，RF）电路腔体结构设计是指在射频电路设计中，为了提高电路的性能和稳定性，设计合适的封装和腔体结构，以隔离电路与外界的电磁干扰，并提供良好的散热和机械保护。
本文将从射频电路腔体结构设计的背景、设计原则、关键要素以及常见的设计方法等方面进行详细介绍。
2. 背景射频电路广泛应用于通信、无线电、雷达、卫星等领域，其工作频率通常在几十千赫兹（kHz）到数十千兆赫兹（GHz）之间。
在这个频率范围内，电路的工作稳定性对于系统的性能至关重要。
射频电路的设计中，常常会遇到以下问题：•电磁干扰：射频信号容易受到外界电磁干扰的影响，从而导致系统性能下降。
•散热问题：射频电路的工作会产生较大的功率，需要有效地散热，否则会导致电路失效。
•机械保护：射频电路通常需要在恶劣的环境下工作，需要设计合适的腔体结构以保护电路。
因此，射频电路腔体结构设计成为了射频电路设计中的重要环节。
3. 设计原则射频电路腔体结构设计需要遵循以下原则：3.1 电磁兼容性射频电路的腔体结构应具备良好的电磁屏蔽性能，以防止电路受到外界电磁干扰的影响。
腔体结构的设计应考虑到电磁波的传播特性，并采取合适的材料和结构以提高电磁屏蔽效果。
3.2 散热性能射频电路的工作会产生较大的功率，因此腔体结构的设计应考虑到散热问题。
合理的散热设计可以提高电路的可靠性和寿命。
3.3 机械保护性能射频电路通常需要在恶劣的环境下工作，因此腔体结构的设计应考虑到机械保护的问题。
腔体结构应具备足够的强度和稳定性，以保护电路免受外界的物理损害。
4. 关键要素射频电路腔体结构设计的关键要素包括：4.1 材料选择腔体结构的材料选择应考虑到其电磁特性、机械强度和散热性能等因素。
常用的材料包括金属（如铝、铜、钢等）和非金属（如塑料、陶瓷等）。
4.2 结构设计腔体结构的设计应考虑到电路的布局和尺寸，以及电磁屏蔽、散热和机械保护等要求。
RF无线射频电路设计中的常见问题及设计原则
RF无线射频电路设计中的常见问题及设计原则摘要：RF无线射频电路不确定性较强，为保证电路品质，以及工作稳定性，应正视当前电路设计中存在的问题，并基于特定设计原则，提高电路设计整体质量。
本研究将具体针对常见问题和设计原则做集中阐述。
关键词：RF无线射频电路；设计问题；设计原则1 RF无线射频电路设计常见问题1.1 数字电路与模拟电路模块间存在较大干扰数字电路和模拟电路都是常见的电路形式，各自具备较强的独立性，在单独工作的前提下，可能保持较好的工作状态。
但若利用同个电源为两个电路同时通电，则可能因为处于同个电路板，降低系统整体稳定性。
究其原因，是因为数字电路信号会呈现摆动状态，摆动周期较短，可以在纳秒之间完成动作。
加上数字电路振幅较大，令数字信号中高频成分较高。
与之相对的，模拟电路中，来源于无线调谐回路，向无线设备传输的信号通常较低，这也导致数字和射频信号之间存在较大差异，通常在120分贝左右[1]。
由此可见，若无法有效分离数字和射频信号，射频信号本身相对微弱，在这种情况下可能进一步被破坏，影响系统整体稳定性。
由此也有较大概率破坏无线设备整体工作性能，甚至令系统整体瘫痪。
1.2 地线布置不合理正常情况下，不具备地线层的数字电路，在实际运行时并不会对正常功能构成影响，因此在设计阶段，通常无需额外重视地线层。
但针对RF电路，即使地线长度不长，其功能也会和电感器类似，可能令系统出现奇怪现象。
相关资料表明，每毫米地线可能产生1nH左右的电感量，因此针对RF电路，需要特别留意地线处理问题。
1.3 电源噪声干扰严重电源噪声是影响RF无线射频电路运行稳定性的关键因素，主要是因为射频电路敏感性较强，特别是针对高频谐波和毛刺电压等。
鉴于CMOS工艺承担了大部分现代微控制器的制造工艺，在实际运行中，微控制器可能会在极短时间中涌入大量电流，若微控制器内部时钟频率为1MHz，在不加控制的情况下，会在该频率状态下提取电源中的电流，若没有针对电源去耦，则可能导致电源线存在电压毛刺。
RF无线射频电路设计中的常见问题及设计原则
RF无线射频电路设计中的常见问题及设计原则频器件及其RF布线布局原则。
物理空间上，像多级放大这样的线性电路通常足以多个RF区之间相互隔离开来但是双工器、混频器和中频放大器混频器总是有多个RFIF信号相互干扰因此必须小心地将这一影响减到最。
RF与IF迹线应尽可能十字交，并尽可能在它们之间隔一块地。
确的RF路径对整块PCB的性能非常重要，这是元器件布局通常在蜂窝电话PCB设计中占大部分时间的原。
降低高/低率器件干扰耦合的设计则。
在蜂窝电话PCB，通常可以将低噪音放大器电放在PCB的某一面，而将高功率大器放在另一面，并最终过双工器把它们在同一面上接到RF端和基带处理端的天线上。
要用技来确保通孔不会把RF能量从板的一面传递到另一，常用的技术是在二面使用盲孔。
可以通过将通孔安排PCB板二面都不受RF扰的区域来将通孔的利影响减到最小。
32．2电气分区原则功率传原则。
蜂窝电话中大多数电路的流电流都相当小，因此，布宽度通常不是问题。
过．必须为高功率放大器的电单独设定一条尽可宽的大电流线，以将传输压降到最低。
为了避免太多电流损，需要采用多个通孔来将电流某一层传递到另一。
高率器件的电源去耦如果不能在高功率放器的电源引脚端对它行充分的去耦，那么高功率噪将会辐射到整块板上，并带来种的问题。
高功率放大的接地相当关键，经常需要其设计一个金属屏蔽罩。
RF输入输出隔离原则。
在大多数情下，同样关键的是确保RF输出远离RF输入。
这适用于放大器、缓冲和滤波器。
在最坏情况下如果放大器和缓冲器的输以适当的相位和振幅馈到它们的输入端，那它们就有可能产生自振荡。
在最好情况下，它们能在任何温度和电压条件稳定地工作。
实际上。
它可能会变得不稳定，并将噪和互调信号添加到RF号上。
滤波器输，输出隔离原则。
果射频信号线不得不从波器的输入端绕回输端，那么，这可能严重损害滤波器的带通特性。
为使输入和输出良好地隔离。
首先须在滤波器周围布置一圈。
其次滤波器下层区域也要置一块地，并与围绕滤波器的地连接起来。
模拟电子技术基础知识射频电路设计与优化
模拟电子技术基础知识射频电路设计与优化射频（Radio Frequency，简称RF）电路设计是在模拟电子技术中具有重要地位和应用前景的领域。
正确、高效地进行射频电路设计与优化能够提高射频系统的性能，实现更好的信号传输和接收效果。
本文将介绍射频电路设计与优化的基础知识，并探讨相关的设计方法和技巧。
1. 射频电路设计基础知识1.1 无线通信系统简介：随着无线通信技术的迅猛发展，人们对无线通信系统的需求也逐渐增加。
无线通信系统主要包括发送端和接收端两个部分，其中射频电路是发送端和接收端之间的关键连接。
射频电路的设计与优化直接关系到整个无线通信系统的性能和稳定性。
1.2 射频电路的特点：射频电路的工作频率范围通常在几十千赫兹到几百兆赫兹之间，其特点主要包括高频、宽带、低噪声和高增益等。
因此，在设计射频电路时需要考虑电磁干扰、串扰以及信号的衰减等问题。
2. 射频电路设计方法2.1 电路规划和布局设计：在进行射频电路设计之前，需要进行电路规划和布局设计。
首先，需要根据系统要求确定电路的拓扑结构、工作频率和带宽。
然后，合理布局电路的各个元器件，避免电路中的零部件相互干扰。
2.2 射频电路元器件的选择：在射频电路设计中，选择合适的元器件是至关重要的。
常用的射频电路元器件包括功率放大器、低噪声放大器、混频器和滤波器等。
选用合适的元器件能够提高电路的性能和稳定性。
2.3 射频电路仿真和优化：在射频电路设计过程中，仿真和优化是必不可少的步骤。
利用专业的软件工具进行电路仿真，可以通过参数调整和优化，得到更好的电路性能。
常用的仿真软件有ADS、CST等。
3. 射频电路设计的常见问题和解决方法3.1 电磁干扰与排布问题：射频电路中常常存在电磁干扰和排布问题，这些问题直接影响着电路的性能和稳定性。
为解决这些问题，可以采取合理的电路布局、增加地线等措施，降低电路中的干扰。
3.2 信号衰减与放大问题：射频电路中，信号衰减和放大是常见的问题。
RF射频电路设计中的关键参数分析
RF射频电路设计中的关键参数分析在RF射频电路设计中，关键参数的分析是至关重要的，因为它们直接影响着电路的性能和稳定性。
以下是一些在RF射频电路设计中常见的关键参数，以及它们的分析方法和影响因素：1. 中心频率：中心频率是指电路在工作时所频率的中心值，通常以赫兹（Hz）为单位。
在设计RF射频电路时，需要根据具体的应用要求选择合适的中心频率。
中心频率的选取将影响电路的通信范围和带宽。
2. 带宽：带宽是指电路能够有效工作的频率范围，通常以赫兹为单位。
带宽的大小直接影响着电路的信号传输能力和频率选择性能。
在设计过程中，需要根据实际需求选择合适的带宽。
3. 输入输出阻抗匹配：在RF射频电路设计中，输入输出阻抗的匹配是至关重要的。
如果输入输出阻抗不匹配，将导致信号反射和功率损失，严重影响电路的性能稳定性。
因此，在设计中需要采取合适的匹配网络来实现输入输出阻抗的匹配。
4. 噪声系数：噪声系数是评价电路噪声性能的重要参数，通常以分贝（dB）为单位。
在RF射频电路设计中，需要尽量降低噪声系数，提高电路的信噪比。
常见的降噪方法包括合理设计电路结构、选取低噪声元器件等。
5. 功率增益：功率增益是评价电路放大性能的重要指标，通常以分贝（dB）为单位。
在RF射频电路设计中，需要根据实际需求选择合适的功率增益，提高电路的发送功率和接收灵敏度。
6. 相位噪声：相位噪声是评价电路时钟稳定性和信号质量的重要参数，通常以分贝（dBc/Hz）为单位。
在RF射频电路设计中，需要设计合适的时钟和信号源，提高电路的相位噪声性能。
综上所述，RF射频电路设计中的关键参数分析是保证电路性能稳定和可靠的重要步骤。
设计人员需要全面了解各种关键参数的影响因素和分析方法，根据实际需求选择合适的参数数值，优化电路设计，提高电路的性能和可靠性。
希望以上内容对您有所帮助。
射频电路设计的常见问题及五大经验总结
射频电路板设计由于在理论上还有很多不确定性，因此常被形容为一种黑色艺术”，但这个观点只有部分正确，RF电路板设计也有许多可以遵循的准则和不应该被忽视的法则。
不过，在实际设计时，真正实用的技巧是当这些准则和法则因各种设计约束而无法准确地实施时如何对它们进行折衷处理。
当然，有许多重要的RF设计课题值得讨论，包括阻抗和阻抗匹配、绝缘层材料和层叠板以及波长和驻波等，在全面掌握各类设计原则前提下的仔细规划是一次性成功设计的保证。
RF电路设计的常见问题1、数字电路模块和模拟电路模块之间的干扰如果模拟电路(射频)和数字电路单独工作，可能各自工作良好。
但是，一旦将二者放在同一块电路板上，使用同一个电源一起工作，整个系统很可能就不稳定。
这主要是因为数字信号频繁地在地和正电源(>3 V)之间摆动，而且周期特别短，常常是纳秒级的。
由于较大的振幅和较短的切换时间。
使得这些数字信号包含大量且独立于切换频率的高频成分。
在模拟部分，从无线调谐回路传到无线设备接收部分的信号一般小于巾V。
因此数字信号与射频信号之间的差别会达到120 dB。
显然.如果不能使数字信号与射频信号很好地分离。
微弱的射频信号可能遭到破坏,这样一来，无线设备工作性能就会恶化，甚至完全不能工作。
2、供电电源的噪声干扰射频电路对于电源噪声相当敏感，尤其是对毛刺电压和其他高频谐波。
微控制器会在每个内部时钟周期内短时间突然吸人大部分电流，这是由于现代微控制器都采用CMOS工艺制造。
因此。
假设一个微控制器以1MHz的内部时钟频率运行，它将以此频率从电源提取电流。
如果不采取合适的电源去耦．必将引起电源线上的电压毛刺。
如果这些电压毛刺到达电路RF部分的电源引脚,严重时可能导致工作失效。
3、不合理的地线如果RF电路的地线处理不当，可能产生一些奇怪的现象。
对于数字电路设计，即使没有地线层，大多数数字电路功能也表现良好。
而在RF频段，即使一根很短的地线也会如电感器一样作用。
射频电路设计要注意的事项_射频电路设计要注意的问题
射频电路设计要注意的事项_射频电路设计要注意的问题射频电路在电路设计中应用很广泛，那么你对关于射频电路设计要注意的地方是哪些有兴趣吗?下面就由店铺为你带来射频电路设计要注意的事项，希望你喜欢。
射频电路电源设计要注意的事项(1)电源线是EMI 出入电路的重要途径。
通过电源线，外界的干扰可以传入内部电路，影响RF电路指标。
为了减少电磁辐射和耦合，要求DC-DC模块的一次侧、二次侧、负载侧环路面积最小。
电源电路不管形式有多复杂，其大电流环路都要尽可能小。
电源线和地线总是要很近放置。
(2)如果电路中使用了开关电源，开关电源的外围器件布局要符合各功率回流路径最短的原则。
滤波电容要靠近开关电源相关引脚。
使用共模电感，靠近开关电源模块。
(3)单板上长距离的电源线不能同时接近或穿过级联放大器(增益大于45dB)的输出和输入端附近。
避免电源线成为RF信号传输途径，可能引起自激或降低扇区隔离度。
长距离电源线的两端都需要加上高频滤波电容，甚至中间也加高频滤波电容。
(4)RF PCB的电源入口处组合并联三个滤波电容，利用这三种电容的各自优点分别滤除电源线上的低、中、高频。
例如：10uf，0.1uf，100pf。
并且按照从大到小的顺序依次靠近电源的输入管脚。
(5)用同一组电源给小信号级联放大器馈电，应当先从末级开始，依次向前级供电，使末级电路产生的EMI 对前级的影响较小。
且每一级的电源滤波至少有两个电容：0.1uf，100pf。
当信号频率高于1GHz时，要增加10pf滤波电容。
(6)常用到小功率电子滤波器，滤波电容要靠近三极管管脚，高频滤波电容更靠近管脚。
三极管选用截止频率较低的。
如果电子滤波器中的三极管是高频管，工作在放大区，外围器件布局又不合理，在电源输出端很容易产生高频振荡。
线性稳压模块也可能存在同样的问题，原因是芯片内存在反馈回路，且内部三极管工作在放大区。
在布局时要求高频滤波电容靠近管脚，减小分布电感，破坏振荡条件。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于 RF 电路设计中的常见问题及解决方案
单片射频器件大大方便了一定范围内无线通信领域的应用,采用合适的微控制器和天线并结合此收发器件即可构成完整的无线通信链路。
它们可以集成在一块很小的电路板上,应用于无线数字音频、数字视频数据传输系统,无线遥控和遥测系统,无线数据采集系统,无线网络以及无线安全防范系统等众多领域。
1 数字电路与模拟电路的潜在矛盾
如果模拟电路(射频) 和数字电路(微控制器) 单独工作可能各自工作良好,但是一旦将两者放在同一块电路板上,使用同一个电源供电一起工作,整个系统很可能就会不稳定。
这主要是因为数字信号频繁的在地和正电源(大小3 V) 之间摆动,而且周期特别短,常常是ns 级的。
由于较大的振幅和较小的切换时间,使得这些数字信号包含大量的且独立于切换频率的高频成分。
而在模拟部分,从天线调谐回路传到无线设备接收部分的信号一般小于1μV。
因此数字信号与射频信号之间的差别将达到10-6(120 dB) 。
显然,如果数字信号与射频信号不能很好的分离,微弱的射频信号可能遭到破坏,这样一来,无线设备工作性能就会恶化,甚至完全不能工作。
2 RF 电路和数字电路做在同块PCB 上的常见问题
不能充分的隔离敏感线路和噪声信号线是常常出现的问题。
如上所述,数字信号具有高的摆幅并包含大量高频谐波。
如果PCB 板上的数字信号布线邻近敏感的模拟信号,高频谐波可能会耦合过去。
RF 器件的最敏感节点通常为锁相环( PLL) 的环路滤波电路,外接的压控振荡器(VCO) 电感,晶振基准信号和天线端子,电路的这些部分应该特别仔细处理。
(1) 供电电源噪声
由于输入/ 输出信号有几V 的摆幅,数字电路对于电源噪声(小于50 mV) 一般可以接受。
而模拟电路对于电源噪声却相当敏感,尤其是对毛刺电压和其他高频谐波。
因此,在包含RF(或其他模拟) 电路的PCB 板上的电源线布线必须比在普通数字电路板上布线更加仔细,应避免采用自动布线。
同时也应注意到,微控制器(或其他数字电路) 会在每个内部时钟周期内短时间突然吸入大部分电流,这是由于现代微控制器都采用CMOS 工艺设计。
因此,假设一个微控制器以1 MHz 的内部时钟频率运行,它将以此频率从电源提取(脉冲) 电流,如果不采取合适的电源去耦,必将引起电源线上的电压毛刺。
如果这些电压毛刺到达电路RF 部分的电源引脚,严重的可能导致工作失效,因此必须保证将模拟电源线与数字电路区域隔开。
(2) 不合理的地线
RF 电路板应该总是布有与电源负极相连的地线层,如果处理不当,可能产生一些奇怪的现象。
对于一个数字电路设计者来说这也许难于理解,因为即使没有地线层,大多数数字电路功能也表现良好。
而在RF 频段,即使一根很短的线也会如电感一样作用。
粗略计算,每mm 长度的电感量约为1 nH , 434 MHz 时10 mmPCB 线路的感抗约为27 Ω。
如果不采用地线层,大多数地线将会较长,电路将无法保证设计特性。
(3) 天线对其他模拟部分的辐射
在包含射频和其他部分的电路中,这一点经常被忽略。
除了RF 部分,板上通常还有其他模拟电路。
例如,许多微控制器内置模数转换器(ADC) 用于测量模拟输入以及电池电压或其他参数。
如果射频发送器的天线位于此PCB 附近(或就在此PCB 上) ,发出的高频信号可能会到达ADC 的模拟输入端。
不要忘记任何电路线路都可能如天线一样发出或接收RF 信号。
如果ADC 输入端处理不合理,RF 信号可能在ADC 输入的ESD 二极管内自激,从而引起ADC 的偏差。
3 RF 电路和数字电路做在同块PCB 上的解决方案
以下给出在大多数RF 应用中的一些通用设计和布线策略。
然而,遵循实际应用中RF 器件的布线建议更为重要。
(1) 一个可靠的地线层面
当设计有RF 元件的PCB 时,应该总是采用一个可靠的地线层。
其目的是在电路中建立一个有效的0 V 电位点,使所有的器件容易去耦。
供电电源的0 V 端子应直接连接在此地线层。
由于地线层的低阻抗,已被去耦的两个节点间将不会产生信号耦合。
对于板上多个信号幅值可能相差120 dB ,这一点非常重要。
在表面贴装的PCB 上,所有信号布线在元件安装面的同一面,地线层则在其反面。
理想的地线层应覆盖整个PCB ( 除了天线PCB 下方) 。
如果采用两层以上的PCB ,地线层应放置在邻近信号层的层上(如元件面的下一层) 。
另一个好方法是将信号布线层的空余部分也用地线平面填充,这些地线平面必须通过多个过孔与主地线层面连接。
需要注意的是:由于接地点的存在会引起旁边的电感特性改变,因此选择电感值和布置电感是必须仔细考虑的。
(2) 缩短与地线层的连接距离
所有对地线层的连接必须尽量短,接地过孔应放置在(或非常接近) 元件的焊盘处。
决不要让两个地信号共用一个接地过孔,这可能导致由于过孔连接阻抗在两个焊盘之间产生串扰。
(3) RF 去耦
去耦电容应该放置在尽可能靠近引脚的位置,每个需要去耦的引脚处都应采用电容去耦。
采用高品质的陶瓷电容,介电类型最好是" NPO" , " X7R" 在大多数应用中也能较好工作。
理想的选择电容值应使其串联谐振等于信号频率。
例如434 MHz 时,SMD 贴装的100 p F 电容将良好工作,此频率时,电容的容抗约为4 Ω,过孔的感抗也在同样范围。
串联的电容和过孔对于信号频率形成一个陷波滤波器,使之能有效的去耦。
868 MHz 时,33 p F 电容是一个理想的选择。
除了RF 去耦的小值电容,一个大值电容也应放置在电源线路上去耦低频,可选择一个2. 2 μF陶瓷或10μF 的钽电容。
(4) 电源的星形布线
星形布线是模拟电路设计中众所周知的技巧。
星形布线———电路板上各模块具有各自的来自公共供电电源点的电源线路。
在这种情况下,星形布线意味着电路的数字部分和RF 部分应有各自的电源线路,这些电源线应在靠近IC 处分别去耦。
这是一个隔开来自数字
部分和来自RF 部分电源噪声的有效方法。
如果将有严重噪声的模块置于同一电路板上,可以将电感(磁珠) 或小阻值电阻(10 Ω) 串联在电源线和模块之间,并且必须采用至少10 μF 的钽电容作这些模块的电源去耦。
这样的模块如RS 232 驱动器或开关电源稳压器。
(5) 合理安排PCB 布局
为减小来自噪声模块及周边模拟部分的干扰,各电路模块在板上的布局是重要的。
应总是将敏感的模块( RF部分和天线) 远离噪声模块(微控制器和RS 232 驱动器)以避免干扰。
(6) 屏蔽RF 信号对其他模拟部分的影响
如上所述,RF 信号在发送时会对其他敏感模拟电路模块如ADC 造成干扰。
大多数问题发生在较低的工作频段(如27 MHz) 以及高的功率输出水平。
用RF 去耦电容(100P F) 连接到地来去耦敏感点是一个好的设计习惯。
(7) 在板环形天线的特别考虑
天线可以整体做在PCB 上。
对比传统的鞭状天线,不仅节省空间和生产成本,机构上也更稳固可靠。
惯例中,环形天线(loop antenna) 设计应用于相对较窄的带宽,这有助于抑制不需要的强信号以免干扰接收器。
应注意到环形天线(正如所有其他天线) 可能收到由附近噪声信号线路容性耦合的噪声。
它会干扰接收器,也可能影响发送器的调制。
因此在天线附近一定不要布数字信号线路,并建议在天线周围保持自由空间。
接近天线的任何物体都将构成调谐网络的一部分,而导致天线调谐偏离预想的频点,使收发辐射范围(距离) 减小。
对于所有的各类天
线必须注意这一事实,电路板的外壳(外围包装) 也可能影响天线调谐。
同时应注意去除天线面积处的地线层面,否则天线不能有效工作。
(8) 电路板的连接
如果用电缆将RF 电路板连接到外部数字电路,应使用双绞线缆。
每一根信号线必须和GND 线双绞在一起(DIN/ GND , DOUT/ GND , CS/ GND , PWR _ UP/ GND) 。
切记将RF 电路板和数字应用电路板用双绞线缆的GND线连接起来,线缆长度应尽量短。
给RF 电路板供电的线路也必须与GND 双绞(VDD/ GND) 。
4 结论
迅速发展的射频集成电路为从事无线数字音频、视频数据传输系统,无线遥控、遥测系统,无线数据采集系统,无线网络以及无线安全防范系统等设计的工程技术人员解决无线应用的瓶颈提供了最大的可能。
同时,射频电路的设计又要求设计者具有一定的实践经验和工程设计能力。
本文是笔者在实际开发中总结的经验,希望可以帮助众多射频集成电路开发者缩短开发周期,避免走不必要的弯路,节省人力和财力。
来源:飞哥。