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一款详细的射频PCB设计案例分析

PCB线路板打样 2020-09-11 14:08 次阅读
千亿体育官网 是一个不可缺少的部件,它起着系统的电气和等的连接作用。如何将电路中的按照一定的要求,在上排列组合起来,是师的主要任务之一。布局设计不是简单的将元器件在PCB上排列起来,或者电路得以连通就行的。实践证明一个良好的电路设计,必须有合理的元器件布局,才能使电路系统在实体组合后达到稳定、可靠的工作。反之,如果元器件布局不合理,它将影响到电路板的工作性能,乃至不能工作。尤其是在广泛采用集成器件的今天,如果仍用的方式进行安装,那么,不仅电路的体积庞大,而且无法稳定的进行工作。因此,在产品设计过程中,布局设计和电路设计前具有同样重要的地位。

下面就PCB设计注意事项做个简单的介绍。

千亿体育官网 一、 布局注意事项

千亿体育官网 (1) 结构设计要求

千亿体育官网 在PCB布局之前需要弄清楚产品的结构。结构需要在上体现出来(结构与PCB接触部分,即腔壳位置及形状)。比如腔壳的外边厚度大小,中间隔腔的厚度大小,倒角半径大小和隔腔上的螺钉大小等等(换句话说,结构设计是根据完成后的PCB上所画的轮廓(结构部分)进行具体设计的(如果结构已批量开模具,就另当别论了))(螺钉类型有M2\M2.5\M3\M4等)。一般情况,外边腔厚度为4mm;内腔宽度为3mm(点胶工艺的为2mm);倒角半径2.5mm。以PCB板的左下角为原点,隔腔在PCB上的位置需在格点0.5的整数倍上,最少需要做到格点为0.1的整数倍上。这样有利于结构加工,误差控制比较精确。当然,这需要根据具体产品的类型来设计。如下图所示:(PCB设计完成后的结构轮廓图)

(2) 布局要求

千亿体育官网 优先对射频链路进行布局,然后对其它电路进行布局。

千亿体育官网 射频链路布局注意事项根据原理图的先后顺序(输入到输出,包括每个元件的先后位置和元件与元件之间的间距都有讲究的。有的元件与元件之间距离不宜过大,比如π网。)进行布局,布局成“一”字形或者“L”形。具体如下图所示:

在实际的射频链路布局中,因受产品的空间限制,不可能完全实现“一”字型布局,这就迫使我们将布局成“U”形。布局成U形并不是不可以,但需要在中间加隔腔将其左右进行隔离,做好屏蔽。至于为什么要做屏蔽我就不多讲了。如下图所示:

还有一种在横向也需要添加隔腔。即,用隔腔把一字形左右进行隔离。这主要是因为需要隔离部分非常敏感或易干扰其它电路;另外,还有一种可能就是一字形输入端到输出端这段电路的增益过大,也需要用隔腔将其分开(若增益过大,腔体太大,可能会引起自激)。 如下图所示:

芯片外围电路布局

千亿体育官网 射频器件外围电路布局严格参照datasheet上面的要求进行布局,受空间限制可以进行调整(保证工艺要求的情况下,尽可能靠近芯片放置);数字芯片外围电路布局就不多讲了。

若结构有金属底板,PCB与底板接触面尽量不放元器件,避免在金属底板上面开槽。

千亿体育官网 二、 注意事项

根据50欧姆阻抗线宽进行布线(一般都需要做隔层参考),尽量从焊盘中心出线,走线成直线,尽量走在表层。在需要拐弯的地方做成45度角或圆弧走线,推荐在电容电阻两边的焊盘作为拐点。如果遇到器件走线匹配要求的,请严格按照datasheet上面的参考值长度及形状走线。比如,一个放大管与电容之间的走线长度(或之间的走线长度)要求等等。如下图所示:

在进行PCB设计时,为了使高频电路板的设计更合理,抗干扰性能更好,应从以下几方面考虑(通用做法):

(1) 合理选择

在PCB设计中对高频电路板布线时,利用中间内层平面作为电源和地线层,可以起到屏蔽的作用,有效降低寄生电感、缩短信号线长度、降低信号间的交叉干扰。

(2) 走线方式

走线必须按照45°角拐弯或圆弧拐弯,这样可以减小高频信号的发射和相互之间的耦合,及减小信号反射。

(3) 走线长度

走线长度越短越好,两根线并行距离越短越好。

千亿体育官网 (4) 过孔数量

过孔数量越多越好。

(5) 层间布线方向

千亿体育官网 层间布线方向应该取垂直方向,就是顶层为水平方向,底层为垂直方向,这样可以减小信号间的干扰。

(6) 敷铜

千亿体育官网 增加接地的敷铜可以减小信号间的干扰。

(7) 包地

千亿体育官网 对重要的信号线进行包地处理,可以显著提高该信号的抗干扰能力,当然还可以对干扰源进行包地处理,使其不能干扰其他信号。

(8) 信号线

信号走线不能环路,需要按照菊花链方式布线。

三、 接地处理

千亿体育官网 (1) 射频链路接地

射频部分采用多点接地方式进行接地处理。射频链路铺铜间隙一般20mil到40mil用的比较多。两边都需要打接地孔,且间距尽量保持一致。射频通路上对地电容电阻的接地焊盘,尽量就近打接地孔。器件上的接地焊盘都需要打接地过孔。如下图所示:

(2) 腔壳接地孔

为了让腔壳与PCB板之间更好的接触。一般打两排接地孔且交错方式放置,如下图所示。

PCB与隔腔接触位置需要开窗,如下图所示:

千亿体育官网 PCB底层接地铜皮与底板接触的地方都需要开窗处理(该层信号线不允许开窗),使其更好的接触。如下图所示(PCB板的上半部分与底座接触):

(3) 螺钉放置(需要了解结构知识)

为了使PCB与底座和腔壳之间有更紧密的接触(更好的屏蔽和散热),需要在PCB板上放置螺钉孔位置。

千亿体育官网 PCB与腔壳之间螺钉放置方法:隔腔每个交叉的地方放置一个螺钉。在实际设计中,实现比较难,可以根据模块电路功能进行适当调整。但不管怎样,腔壳四个角上必须都有螺钉。如下图所示:

PCB与底座之间的螺钉放置方法:腔壳中的每个小腔内都需要有螺钉,视腔大小而定螺钉数量(腔越大,放置的螺钉就多)。一般原则是在腔的对角上放置螺钉。SMA头或其他旁边必须放置螺钉。在SMA头或连接器在插拔过程中不致PCB板变形。如下图所示(腔内螺钉):

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NCV8186 LDO稳压器 1 A 超低压差 高PSRR

NCV59800 LDO稳压器 1 A 低压差 低Iq

00是1 A低压差线性稳压器(LDO)系列,提供高电源纹波抑制(PSRR)和超低输出噪声。该系列LDO采用先进的BiCMOS工艺实现了非常好的电气性能。它是电信设备中使用的噪声敏感模拟RF前端的理想选择。 NCV59800采用3 mm x 3 mmDFN8封装。 特性 优势 2.2 V至5.5 V工作输入电压范围 适用于锂离子电池或后期调节应用 低典型静态电流。 60μA 延长电池寿命 极低压差:200 mV典型值。在Iout = 1 A(Vout = 2.5 V) 扩展电池范围 极低噪音,15μVrms/ V通常 适用于噪音敏感的应用程序 可调软启动 限制浪涌电流 线路精度±2.5%。负载和温度范围 高输出电压精度 热关断和电流限制保护 保护产品和损坏的系统 使用4.7μF陶瓷输出电容稳定 节省PCB空间和系统成本 应用 终端产品 电信基础设施 汽车信息娱乐系统 高速I / F(PLL / VCO) 电信设备 网络设备 工业控制 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 16:02 153次 阅读
NCV59800 LDO稳压器 1 A 低压差 低Iq

NCV4295C LDO稳压器 30 mA 超低压差

5C是一款单片集成低压差稳压器,输出电流能力为30 mA,采用TSOP-5封装。输出电压精确度在±4.0%以内,最大压差为250 mV,输入电压高达45 V.低静态电流通常在1 mA负载下仅消耗160μA电流。在输出欠压的情况下,电源故障输出被驱动为低电平。该器件非常适用于汽车和所有电池供电的微处理器设备。调节器具有防止电池反接,短路和热过载的条件。 特性 优势 极低压差65 mV(典型值)。 (最大250 mV),20 mA负载电流 在起动过程中以较低的输入电压运行。 电源故障输出 关于稳压器输出欠压,PCB上没有外部上拉电阻的即时信息 保护: 60 V瞬态输入电压反极性和反向偏压保护电流限制热关断 适用于恶劣的汽车环境。 3.3 V,5.0 V,±4%输出电压精度,在整个温度范围内,最高30 mA AEC-Q100 1级合格且PPAP能力 应用 终端产品 汽车通用 汽车 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 14:02 109次 阅读
NCV4295C LDO稳压器 30 mA 超低压差

NCP786L 线性稳压器 5 mA 450 V 超低Iq 高PSRR

L是一款高性能5 mA低压差(LDO)线性稳压器,提供非常宽的工作输入电压范围,最高工作电压为450 V DC,最大工作电压为700 V DC。它是高输入电压应用的理想选择,如工业和家庭自动化,智能计量,家用电器。 NCP786L提供±5%的输出电压精度,极高的电源抑制比和10μA的超低静态电流。 NCP786L非常适合恶劣的环境条件。 NCP786L提供可调电压调节器,输出电压范围为1.27 V至15 V. SOT-223封装提供可接受的热性能和较小的PCB尺寸。 特性 优势 工作输入电压:高达450 VDC 允许直接交流电源连接 PSRR:60 Hz时70 dB 有效降低输入纹波 静态电流:典型值10μA 大大降低空载功耗 SOT-223软件包 非常适合空间受限的应用程序 应用 终...
发表于 07-30 14:02 68次 阅读
NCP786L 线性稳压器 5 mA 450 V 超低Iq 高PSRR

NCP785A 线性稳压器 10 mA 450 V 超低Iq 高PSRR

A是一款高性能> 10mA线性稳压器,可提供高达450 V DC工作和700V DC最大工作输入电压范围。它是工业和家庭自动化等高输入电压应用的理想选择,智能电表,家电。 NCP785A提供±5%的输出电压精度,极高的电源抑制比和典型的超低静态电流。 15μA。 NCP785A非常适合恶劣的环境条件.NCP785A提供固定输出电压:3.3 V,5.0 V,12 V,15 V.SOT-89封装提供良好的散热性能和非常小的PCB尺寸。 特性 优势 工作输入电压:高达450 VDC 允许直接交流电源连接 PSRR:120 Hz时为80 dB 有效降低输入纹波 静态电流:15μA典型值 大大降低空载功耗 SOT89包 非常适合空间受限的应用 应用 终端产品 工业,家庭自动化,白色家电,照明 低功耗MCU应用电源 尺寸更小,无负载高效替代电容式滴管 断路器 烟雾传感器 家用电器 智能电表 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 12:02 135次 阅读
NCP785A 线性稳压器 10 mA 450 V 超低Iq 高PSRR

NCP4688 LDO稳压器 150 mA 低压差 高PSRR 低噪声

8是一款CMOS 150mA LDO线性稳压器,具有高输出电压精度,具有低噪声输出电压和高纹波抑制性能。低输出噪声电平10uVrms通常保持在任何输出电压。非常常见的SOT23-5封装和小型uDFN 1x1封装适用于工业应用,便携式通信设备和RF模块。 特性 优势 非常高的80 dB PSRR 非常好的噪音消除装置 非常小的包装1x1mm 非常浓缩的PCB的想法 应用 家用电器,工业设备 有线电视盒,卫星接收器,娱乐系统 汽车音响设备,导航系统 笔记本电脑适配器,液晶电视,无线电话和专用局域网系统 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 10:02 438次 阅读
NCP4688 LDO稳压器 150 mA 低压差 高PSRR 低噪声

NCP59800 LDO稳压器 1 A 低压差 低Iq 低噪声 带使能

00是1 A低压差线性稳压器(LDO)系列,提供高电源纹波抑制(PSRR)和超低输出噪声。该系列LDO采用先进的BiCMOS工艺实现了非常好的电气性能。它是电信设备中使用的噪声敏感模拟RF前端的理想选择。 NCP59800采用3 mm x 3 mmDFN8封装。 特性 优势 2.2 V至6.0 V工作输入电压范围 适用于锂离子电池或后期调节应用 低典型静态电流。 60μA 延长电池寿命 极低压差:200 mV典型值。在Iout = 1 A(Vout = 2.5 V) 扩展电池范围 极低噪音,15μVrms/ V通常 适用于噪音敏感的应用程序 可调软启动 限制浪涌电流 线路精度±2.5%。负载和温度范围 高输出电压精度 热关断和电流限制保护 保护产品和损坏的系统 使用4.7μF陶瓷输出电容稳定 节省PCB空间和系统成本 应用 终端产品 电信基础设施 音频 高速I / F(PLL / VCO) 电信设备 工业控制 网络设备 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 09:02 188次 阅读
NCP59800 LDO稳压器 1 A 低压差 低Iq 低噪声 带使能

NCP177 LDO稳压器 500 mA 低压降 高PSRR 低Iq

是一款超低压降稳压器,可提供高达0.5 A的负载电流,并在25°C时保持0.8%的出色输出电压精度。 1.6 V至5.5 V的工作输入电压范围使该器件适用于锂离子电池供电产品以及后调节应用。该产品提供多种固定输出电压选项,其他产品可根据要求提供,范围为0.7 V至3.6 V.NCP177可完全防止过热和输出短路。启用功能。小型4引脚XDFN4 1.0 mm x 1.0 mm封装使该器件特别适用于空间受限的应用。 特性 优势 1.6 V至5.5 V工作输入电压范围 适用于锂离子电池或后期调节应用 根据要求提供多种固定输出电压选项和其他选项,范围为0.7 V至3.6 V 设计灵活性 Typ的低静态电流。 60μA 延长电池寿命 极低压差:200 mV典型值。在Iout = 0.5 A(1.8V版本) 扩展电池范围 1 kHz PSRR时高75 dB 适用于噪声敏感电路 内部软启动 限制浪涌电流 室温下±0.8%精度 高输出电压精度 热关断和限流保护 保护产品和系统免受损坏 使用小型1μF陶瓷电容器稳定 节省PCB空间和系统成本 应用 终端产品 电池供电设备 便携式通信设备 相机,图像传感器...
发表于 07-30 07:02 76次 阅读
NCP177 LDO稳压器 500 mA 低压降 高PSRR 低Iq

NCP3101 同步降压稳压器 PWM 6.0 A

1是一款高效率,宽输入,高输出电流,同步脉冲宽度调制(PWM)降压稳压器,采用2.7 V至18 V电源供电。该器件能够产生低至0.8 V的输出电压.NCP3101可通过内部设置的275 kHz振荡器驱动的MOSFET开关连续输出6 A电流。 40引脚器件提供最佳集成度,以减小电源的尺寸和成本。 NCP3101还集成了外部补偿跨导误差放大器和电容可编程软启动功能。保护功能包括可编程短路保护和欠压锁定(UVLO)。 NCP3101采用40引脚QFN封装。还提供10A版NCP3102。 NCP3101将被NCP3101C替换为每PCN#16498 特性 优势 集成6A开关稳压器 提高功率密度,简化系统级集成 0.8 V +/- 1%内部参考 提高系统级精度 电阻可编程电流限制 优化应用程序的系统保护 275 kHz固定频率操作 效率高(效率> 92%) 6x6 mm QFN封装 减少PCB占位面积和电路板空间需要实施 电容可编程软启动 用于软启动时间可调性的外部电容器 18 mohm内部HS和LS FET 高效运作 2.7 V至18 V电源 宽输入电压范围 应用 终端产品 高功率密度dc-dc 嵌入式...
发表于 07-30 04:02 126次 阅读
NCP3101 同步降压稳压器 PWM 6.0 A

NCP6924 6通道电源管理IC(PMIC) 带有2个DC-DC转换器和4个LDO

4是安森美半导体迷你电源管理IC系列的一部分。它经过优化,可提供电池供电的便携式应用子系统,如相机模块,微处理器或任何外围设备。该器件集成了两个高效1000 mA降压DC-DC转换器,带有DVS(动态电压调节)和四个低压差(LDO)稳压器,采用WLCSP-30 2.46 x 2.06mm封装。 特性 优势 非常小的封装2.46 x 2.06 mm 减少PCB空间 超低静态电流(典型值105 uA) 节省电池寿命 I 2 C可访问的先前启用设备允许在启动系统之前更改设置 提供设计灵活性 两个DC-DC转换器,效率95%,可编程输出电压0.6 V至3.3 V,12.5 mV步进,1000 mA输出电流能力 四个低噪声,低压差稳压器,可编程输出电压1.0 V至3.3 V,50 mV步进,2 x 150 mA和2 x 300mA输出电流能力,50 uVrms典型低输出噪声 应用 终端产品 电池供电的应用电源管理 核心电压低的处理器的电源 相机模块 外围子系统 USB供电设备 智能手机 平板电脑 可穿戴设备 MP3播放器 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 01:02 107次 阅读
NCP6924 6通道电源管理IC(PMIC) 带有2个DC-DC转换器和4个LDO

NCV8177 LDO稳压器 500 mA 高PSRR 带使能

7是CMOS LDO稳压器,具有500 mA输出电流。输入电压低至1.6 V,输出电压可设置为0.75 V.它提供非常稳定和精确的电压,具有低噪声和高电源抑制比(PSRR),适用于RF应用。 NCV8177适用于为汽车信息娱乐系统和其他功率敏感设备的RF模块供电。由于功耗低,NCV8177具有高效率和低散热性。小型4引脚XDFN4 1.0 mm x 1.0 mm封装使该器件特别适用于空间受限的应用。 特性 优势 1.6 V至5.5 V工作输入电压范围 适用于锂离子电池或后期调节应用 根据要求提供多种固定输出电压选项和其他选项,范围为0.7 V至3.6 V 设计灵活性 Typ的低静态电流。 60μA 延长电池寿命 极低压差:200 mV典型值。在Iout = 0.5 A(1.8V版本) 扩展电池范围 1 kHz PSRR时高75 dB 适用于噪声敏感电路 内部软启动 限制浪涌电流 室温下±0.8%精度 高输出电压精度 热关断和限流保护 保护产品和系统免受损坏 使用小型1μF陶瓷电容器稳定 节省PCB空间和系统成本 应用 终端产品 灯光 仪器设备 相机,摄像机,Se nsors 相机 摄...
发表于 07-29 22:02 231次 阅读
NCV8177 LDO稳压器 500 mA 高PSRR 带使能

NCP186 LDO稳压器 1 A 超低压差 高PSRR 带使能

是一款超低压降稳压器,可提供高达1 A的负载电流,并在-40至85℃范围内保持1.0%的出色输出电压精度。工作输入电压范围为1.8 V至5.5 V,使该器件适用于锂离子电池供电的产品以及后调节应用。该产品提供多种固定输出电压选项,其他产品可根据要求提供,范围为1.2 V至3.9 V.NCP186具有完全的过热保护和输出短路保护。小型8引脚XDFN6 1.2 mm x 1.6 mm封装使该器件成为可能特别适用于空间受限的应用。 特性 优势 1.8 V至5.5 V工作输入电压范围 适用于锂离子电池或后期调节应用 多种固定输出电压选项及其他可根据要求提供1.2 V至3.9 V 设计灵活性 Typ的低静态电流。 90μA 延长电池寿命 极低压差:100 mV典型值。在Iout = 1 A(3.0V版本) 扩展电池范围 1 kHz PSRR时高75 dB 适用于噪声敏感电路 内部软启动 限制浪涌电流 在-40至85℃温度范围内的±1.0%精度 高输出电压精度 热关断和限流保护 保护产品和系统免受损坏 使用小型1μF陶瓷电容器稳定 节省PCB空间和系统成本 应用 终端产品 电池供电设备 便携式通讯设...
发表于 07-29 22:02 152次 阅读
NCP186 LDO稳压器 1 A 超低压差 高PSRR 带使能

NCP176 LDO稳压器 500 mA 超低压降 高PSRR 带使能

是一款超低压差稳压器,可提供高达0.5 A的负载电流,并在25°C时保持0.8%的出色输出电压精度。工作输入电压范围为1.4 V至5.5 V,使该器件适用于锂离子电池供电产品以及后调节应用。该产品提供3.3 V固定输出电压选项,其他电压选项可根据要求提供,范围为0.7 V至3.6 V.NCP176具有完全的过热保护和输出短路保护。小型6引脚XDFN6 1.2 mm x 1.2 mm封装使该设备特别适用于空间受限的应用程序。 特性 优势 1.4 V至5.5 V工作输入电压范围 适用于锂离子电池或后调节应用 几种固定输出电压可根据要求提供的选项和其他选项范围为0.7 V至3.6 V 设计灵活性 Typ的低静态电流。 60μA 延长电池寿命 极低压降:130 mV典型值。在Iout = 0.5 A(2.5V版本) 扩展电池范围 1 kHz PSRR时高75 dB 适用于噪声敏感电路 内部软启动 限制浪涌电流 室温下±0.8%精度 高输出电压精度 热关断和限流保护 保护产品和系统免受损坏 使用小型1μF陶瓷电容器稳定 节省PCB空间和系统成本 应用 终端产品 电池供电设备 便携式通信设备 相机,...
发表于 07-29 22:02 93次 阅读
NCP176 LDO稳压器 500 mA 超低压降 高PSRR 带使能

PCB线路板打样

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