便携式无线设备已经成为我们生活中不可或缺的伴侣,随着功能的丰富和无线技术的升级换代,便携式无线设备的设计越来越复杂。电子工程专辑网站做的调查显示:在进行手机设计时,%的工程师最关注RF方面的设计,由于这部分设计涉及模拟、数字和模数混合,因此令工程师十分头疼。为帮助工程师解决RF设计方面的难题,电子工程专辑网站近日举办了有关《便携式设备RF设计》的专题研讨,并特邀请德州仪器(中国)有限公司无线通讯技术客户设计中心硬件技术应用经理刘俊勇担任论坛嘉宾,与工程师就便携式设备的RF设计展开交流。

一、关于RF抗干扰

随着无线通信信号频率的提升,工程师越来越关心射频电路中RF信号的辐射和干扰问题。如有的工程师在设计时常会用屏蔽罩来屏蔽RF部分的辐射。但这样做会增加成本,因此读者钟峰询问在设计时主要考虑哪些问题就可以减少屏蔽罩的使用甚至不用屏蔽？对此刘俊勇表示:“可以考虑把大功率RF信号放在PCB的中间层,并确保有良好的接地以减少辐射。”不过他表示屏蔽罩依然是控制辐射的首选方法。

有工程师询问在某一RF应用电路中,当RF部分工作时,CPU与RF无关的端口会受到类似尖脉冲的干扰该如何解决？刘俊勇表示这可能是RF 部分没有很好的与CPU部分隔离,他提示检查PCB版图。

还有工程师想知道在设计手机电路板时, 如何解除DC/DC变换器对RF电路的影响？刘俊勇介绍说可以通过增加电容来滤除对直流线路的影响,另外还可以使用针对RF线路的专用LDO。

工程师还就消除RF干扰相互间进行了交流,如有工程师询问如何消除在一个包含单片机芯片和一个通过布线实现的线圈的射频电路中产生的干扰时？读者caesar 回复说:“可以先试着将单片机与射频电路隔离,最简单的办法是装在印制板两面。然后如有可能,将射频电路隔离在分离的结构内。如果成本不支持结构上的空间分离,在单片机的单独引脚上去耦试试。但最重要的是先把它们装在两面试试看。”

读者陈建则认为干扰可能是PCB制线圈产生的,他建议不要使用或使用类似胶布的屏蔽材料来实现隔离。读者森森建议将射频电路与其它部分分开,包括输入输出信号线。读者XieKen指出,RF信号总是往低阻抗的地方走,因此走线及布局一定要考虑,以及合理使用具有RF特性的元件作为滤波。

二、关于射频设计的PCB布局问题

有工程师询问在开发WLAN的PCB布局布线时,怎样匹配或计算线路为50欧姆。如果线路匹配不好,怎样在网络分析仪下计算所匹配的元件(L,C)？

刘俊勇指出,50欧姆匹配取决于你的PCB设置,通过设置PCB参数如层的厚度、线的宽度和厚度,可以用RF仿真工具计算出阻抗。如果不匹配可以使用分析设备测量S参数或使用LC器件来补偿,通常只测量发射灵敏度。

还有工程师询问在RF电路如放大器的设计中,是否应把信号地与偏置电路的电源地分开？对此刘俊勇说:“不必分开信号地和放大器的地,但可以在DC线路上增加小电容。”另外,他指出要注意放大器的工作温度。

三、关于RF的软件仿真

软件仿真可以帮助工程师模拟实际的工作情况并可帮助工程师建立解决问题的模型。在RF仿真软件的选择上,刘俊勇建议使用Agilent的ADS 仿真软件来完成RF仿真,他指出该软件能支持分立RF设计和完整的系统设计。

在仿真软件的使用上,有工程师询问如何利用软件仿真RF端口的匹配电路？刘俊勇表示,第一步可以基于电路板设计使用网络分析仪测量实际的S参数,并将其输入到RF仿真软件中,以获得初始的匹配网络。 第二步可以基于匹配网络的仿真结果,在板上做一些进一步的优化工作。

此次论坛还有很多精彩发言,如需了解更详细的信息,请登陆电子工程专辑网站()。

作者: 张国斌