射频电路抗干扰设计方法研究

射频电路抗干扰设计方法研究

发表时间：2019-08-27T14:48:25.607Z 来源：《当代电力文化》2019年第7期作者：杨红波

[导读] 主要研究抑制和消除电磁干扰，提高电子设备抗干扰能力，保证电子设备在复杂电磁环境中正常工作。

扬芯科技（深圳）有限公司广东深圳 518109

摘要：要确保产品电路可靠并且具有相应的功能，在进行射频电路的抗干扰设计时，必须充分考虑到射频电路的印刷电路板的电磁兼容性，只有优先考虑了电磁兼容性，系统才能够尽可能的既减少电磁信号的辐射，这对射频电路的抗干扰有关键的作用。进行射频电路的抗干扰设计，主要是为了避免电路不需要的信号对电路进行影响，射频电路直接的通信和命令都是通过电磁信号进行传达的，不能够有效的抵抗干扰，就没有办法进行正常的工作，直接影响整个系统的运行。

关键词：射频电路；电路干扰；抗干扰

引言

电磁干扰是制约电子设备正常工作的主要原因。采取合理有效措施抑制和消除电磁干扰，保证电子设备正常可靠工作是电子设备抗干扰技术研究内容。由电磁干扰问题带来的电子设备防干扰技术应运而生，并逐渐发展为一门新兴学科，主要研究抑制和消除电磁干扰，提高电子设备抗干扰能力，保证电子设备在复杂电磁环境中正常工作。

1射频电路电磁干扰

电磁干扰源、干扰传播途径和敏感设备称为电磁干扰三要素。若要改变“三要素”的变量关系，使之不能形成电磁干扰，需要从削弱干扰源，抑制干扰传播途径，降低感受器的敏感度三方面入手。射频电路板包含发射电路区、接收电路区、频率源电路。发射电路区有高功率、大信号的放大器作为强辐射的干扰源，接收电路区有敏感的、小信号的LNA成为高敏感度的感受器。潜在的电磁干扰源和潜在的电磁敏感器件处在同一空间内，只要通过电磁干扰的传播途径就会产生电磁干扰。射频电路板上元器件通过电磁场空间辐射方式传输能量并耦合到印制板导线中，造成信号失真、性能指标达不到，严重者电路工作不正常，因而必须从元器件布局、RF走线、屏蔽设计和接地设计等方面采取综合措施，才能有效抑制电磁干扰。

2射频电路干扰来源

射频电路的制作工程和工作环境以及工作方式直接决定了其干扰信号的来源，从源头上解决干扰问题，从根本上进行抗干扰的设计，整个射频电路的性能才能够得到进一步的优化和提升。在众多的干扰来源中，干扰信号最强，最容易影响射频电路以及整个系统性能的关键因素包括由于电源线和地线的印刷线引起的干扰、布线不合理引起的干扰，现分别对着两个因素进行简要的阐释和分析。电源线和地线的设计对于整个射频电路电路板的设计而言十分重要，合理的设计可以有效的避免电磁干扰。在电源线和地线直接容易产生大量的电磁干扰源，其中地线由于环境较为复杂，经常产生较多的噪声干扰，地线产生噪声干扰的主要原因是因为地线直接接入大地，地球是一个具有一定阻抗的物体，当电路中的电流流经通过地线的时候，在地面会形成一定的电压，这个电压会在地面中形成一个回路电流，电信号与磁信号之间相互转换，会形成一个干扰源直接干扰整个射频电路的工作。所有的电路都将接地，同一个接地端形成了大量的回路电流，使得地线的噪声更加复杂。另一个较为关键的因素是由于布线不合理对整个射频电路形成的干扰。在进行闭环采样电路的设计过程中，由于一些电压较高的信号可能被布置在环路之中，导致电路在运行的过程中经常受到外界的干扰，会让整个电路形成一个过压的状态，触发系统的报警装置。要有效的减少这种干扰，有几点基本的原则必须遵守，首先，在进行电源线的设计时，电源线必须足够的宽，宽度与阻抗是成反比例的关系，增加电源线的宽度可以减小其阻抗，从而达到抗干扰的目的，其次电源线和地线在进行数据传输时，必须是相同的方向，信号线也不能太长，通孔数量也需要进行尽可能的缩减，组件之间的连接线尽可能的短，对于一些无法兼容的数据线和信号线，不能够平行布置，必须尽量远离。

3射频电路抗干扰的设计方法

3.1布线设计

合理的分区布局之后，开始布线设计。布线设计必须考虑走线宽度、线间距、走线阻抗等。所有的RF走线、焊盘和元器件周围应尽可能多的铺覆地铜皮，并通过接地过孔方式与主接地面相连。在进行射频电路的电路布线设计时，必须进行电磁兼容性的分析和抗干扰的设计，通过在布线上遵循一些基本的原则，利用电路板的设计时就必须充分考虑到电磁干扰的屏蔽。元件的布局直接影响整个电路中每个元件的工作，元件与元件之间的相互作用也是干扰源来源的一个重点。布线设计的基本原则主要包括，在进行布线时，应该尽量保持排列方向的一致，避免在电路板的加工过程中存在一些焊点焊接不当的情况。

3.2电路的接地设计

接地设计是RF电路板抑制电磁噪声、控制电磁干扰设计的重要环节，其目的是使接地阻抗最小，提供最小阻抗信号回流路径。部分电路的特点是工作电平低、信号幅度小，容易失效或降级；不敏感信号和大信号电路的地线系统，包括高电平电路、末级放大器和高功率放大器电路等。这类电路的工作电流大，地电流也大，必须和小信号地线系统分开；干扰源地系统，如继电器。这类元件在工作时有冲击电流，会对电子电路产生严重干扰。因此RF电路板宜采用多点串联接地，对各个地线系统分开敷设地线，并且要远离高频系统。地线应短、直、粗，且高频元器件周围应尽量布置大面积接地铜箔。高频电路板中各单元电路要按先后次序排列，并且接地线要直线布置，即“直尺结构”。

3.3屏蔽设计

屏蔽设计的主要内容是进行屏蔽单元的划分，在进行划分时，必须依据电路的实际功能单元进行，必须在考虑了每个元件的性能以及元件在电路中的功能过后，分析其工作状态和对干扰源的敏感程度，然后再进行进一步的设计，在进行屏蔽电路的设计时，有一些基本的原则和方法，现进行简要的介绍。屏蔽单元在进行划分时，最基础的内容是功能电路单元，在射频电路的设计时，不同的电路具有不同的功能，这些功能不同的电路会形成互相的干扰，如振荡器的电路、放大器的电路等，这些电路在进行设计时，都必须进行一个屏蔽设计。在进行屏蔽设计时，关键是进行高频电路的屏蔽设计，高频段工作的电路极容易受到干扰信号的影响，也非常容易影响其余的电路。总的而言，对于功能不同和工作频段不同的电路都应该进行相互的屏蔽，避免造成相互的干扰。

总之，射频电路在进行数据和信号的传递和接收时都是通过高频段进行的，要想进行射频电路的抗干扰设计最为关键的就是进行电磁辐射的抗干扰设计，射频电路对电磁信号十分的敏感，有效的将电路板所需的信号和电磁干扰信号之间的串扰减小就可以直接实现射频电