【值得收藏】射頻電路設(shè)計(jì)PCB審查checklist

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編號(hào)

要素描述

通用

布局

1

ESD防護(hù)元件直接放在主信號(hào)路徑上。

2

模塊分腔屏蔽合理,己關(guān)注腔體自諧振頻率。

3

屏蔽墻及內(nèi)倒角位置的頂面是布局、布線、信號(hào)過(guò)孔禁布區(qū)。

4

匹配元件靠近相關(guān)的RF器件端口布局

5

已考慮熱設(shè)計(jì),保證熱量不集中,散熱容易。

6

RF主信號(hào)流一字布局,如果受空間限制,不能一字布局時(shí),可以采用L形布局,慎用U形布局。

7

對(duì)繞線電感的布局必須要保證相鄰電感的磁力線相互垂直,對(duì)印制線類電感(LTCC工藝)如做不到磁力線相互垂直,應(yīng)該遠(yuǎn)離放置。

8

分立元件構(gòu)成的組合電路,不被其它元件或傳輸線打散,例如電阻衰減器的三個(gè)電阻布局互相靠近。濾波器電路要一面布局,并且不能被其它傳輸線打散。

9

高中低頻組合濾波,高頻小容量濾波電容最靠近器件管腳。

10

PCB螺釘數(shù)量和布局合理。

11

功放PCB開(kāi)窗綜合考慮了安裝余量和電氣性能。

12

功放可變電容、隔直電容位置己按原理圖設(shè)計(jì)者要求布局。

13

元件離屏蔽壁間距符合要求,考慮了誤差。

14

射頻PCB的輸入輸出和其它部分的接口是否滿足設(shè)計(jì)要求。

15

在正常工作或測(cè)試環(huán)境下,沒(méi)有Stub。

17

數(shù)字芯片PWM調(diào)制輸出直流的RC濾波電路,放置在數(shù)字芯片側(cè)。

18

腔內(nèi)同頻增益超過(guò)40dB級(jí)聯(lián)放大電路需進(jìn)行了分腔。例如:接收通道的增益一般會(huì)很大,需要進(jìn)行分腔

19

級(jí)聯(lián)衰減電路的衰減量大于40dB的電路需進(jìn)行分腔。

20

級(jí)聯(lián)濾波電路的帶外衰減和級(jí)聯(lián)開(kāi)關(guān)電路的隔離度大于40dB,則需要分腔。

21

射頻電源的分配一般按照就近供電的原則,以免相互之間產(chǎn)生干擾。同時(shí),在不同芯片共用同一個(gè)電源芯片時(shí),要注意芯片之間是否會(huì)通過(guò)電源產(chǎn)生干擾。

22

電源的擺放位置是否合適,要保證輸入輸出電源線不能交叉,走線距離最短。

23

電源輸入口的濾波電容是否靠近輸入管腳,并且按照從大到小的順序排列,容值最小的電容最靠近電源的輸入管腳。

24

器件DATASHEET上有特殊要求的布局是否滿足。

布線

1

布RF線需要進(jìn)行控制走線阻抗,將它們布得盡可能直接,這樣可以減小損耗和不期望得到的耦合。

2

微帶線下方需要連續(xù)的地,同樣的,帶狀線上方和下方也需要連續(xù)的地;地平面不僅提供需要的回路,還可以將信號(hào)跟其它信號(hào)層隔離;

3

長(zhǎng)的、沒(méi)有屏蔽的走線,如RF前端的連線需要用帶狀線,這樣有利于使用固有的屏蔽。

4

避免在內(nèi)層和外層多次來(lái)回走線;

5

當(dāng)RF信號(hào)線在不同層之間過(guò)渡時(shí),過(guò)孔需要遠(yuǎn)離潛在的干擾電路、走線及過(guò)孔(比如數(shù)字控制線、時(shí)鐘、電源等);確保射頻過(guò)孔和干擾路徑之間鋪地并加地過(guò)孔,起隔離作用。

6

時(shí)鐘線、數(shù)據(jù)線、控制線之間的距離需滿足3W原則。如果空間允許,盡量拉開(kāi)線間距離。

7

走線要最短,不能閉環(huán),不能有銳角和直角。

8

晶振表面以下不能有過(guò)孔和走線。頻綜、pll濾波器件、VCO、濾波器和電感下表面不能走線。

9

模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào),電源線與控制信號(hào)線,弱信號(hào)與其他任何信號(hào)需要分層(最好有地隔離)或相距較遠(yuǎn)走線。如果分層相鄰層的線與線之間不能并行走線,最好垂直走線。如果沒(méi)有分層線間的距離是要滿足隔離度的要求,至少滿足線距大于3W。

10

射頻敏感信號(hào)不能靠近強(qiáng)輻射信號(hào)。

11

差分信號(hào)線需對(duì)稱走線,線長(zhǎng)相差不能超過(guò)100mil,差分線對(duì)間的間距需滿足3W規(guī)則。

12

輸入輸出阻抗不是50歐姆的器件,輸入輸出阻抗線需滿足阻抗匹配要求。

13

在原理圖中,有特殊要求的阻抗線需滿足原理圖的設(shè)計(jì)要求。

14

不同單元電源線布線時(shí),電源線之間需相互隔離,以免各單元電路通過(guò)電源相互干擾。

15

不同電源層在空間上不能重疊,如果重疊需要有地層隔離。

16

電源的走線線寬要滿足電流的通流量要求。(一般參考為1A/mm線寬)

17

RF信號(hào)布線周圍如果存在其它RF信號(hào)線,在兩者之間需輔地銅皮,并打地過(guò)孔。

18

電源部分導(dǎo)線印制線在層間轉(zhuǎn)接的過(guò)孔數(shù)符合通過(guò)電流的要求(1A/Ф0.3mm孔)。

19

RF信號(hào)布線周圍如果存在其它不相關(guān)的非RF信號(hào)(如過(guò)路電源線),在兩者之間需輔地銅皮,并打地過(guò)孔。

20

小信號(hào)放大器的電源布線需要地銅皮及接地過(guò)孔隔離,避免其它EMI干擾竄入,進(jìn)而惡化本級(jí)信號(hào)質(zhì)量。

21

接地線要短而直,減少分布電感,減小公共地阻抗所產(chǎn)生的干擾。

22

RF 主信號(hào)路徑上的接地器件和電源濾波電容需要接地時(shí),為減小器件接地電感,要求就近接地。

23

有些元件的底部是接地的金屬殼,要在元件的投影區(qū)內(nèi)加一些接地孔,投影區(qū)內(nèi)的表面層不得布信號(hào)線和過(guò)孔;

24

接地線需要走一定的距離時(shí),應(yīng)加粗走線線寬、縮短走線長(zhǎng)度,禁止接近和超過(guò)1/4導(dǎo)引波長(zhǎng),以防止天線效應(yīng)導(dǎo)致信號(hào)輻射;

25

除特殊用途外,不得有孤立銅皮,銅皮上一定要加地線過(guò)孔。

26

對(duì)某些敏感電路、有強(qiáng)烈輻射源的電路分別放在屏蔽腔內(nèi),裝配時(shí)屏蔽腔壓在PCB表面。PCB在設(shè)計(jì)時(shí)要加上“過(guò)孔屏蔽墻”,就是在PCB上與屏蔽腔壁緊貼的部位加上接地的過(guò)孔。要有兩排以上的過(guò)孔,兩排過(guò)孔相互錯(cuò)開(kāi),同一排的過(guò)孔間距在100mils左右。

27

一些RF器件封裝較小,SMD焊盤(pán)寬度可能小至12mils,而RF信號(hào)線寬可能達(dá)50mils以上,要用漸變線,禁止線寬突變,且過(guò)渡部分的線不宜太長(zhǎng)。

28

當(dāng)50歐細(xì)微帶線上有大焊盤(pán)時(shí),大焊盤(pán)相當(dāng)于分布電容,破壞了微帶線的特性阻抗連續(xù)性。需將焊盤(pán)下方的地平面挖空,來(lái)減小焊盤(pán)的分布電容。并通過(guò)軟件仿真,保證阻抗為50歐姆。

29

過(guò)孔是引起RF 通道上阻抗不連續(xù)性的重要因素之一,如果信號(hào)頻率大于1GHz,就要考慮過(guò)孔的影響。具體情況需用HFSS和Optimetrics進(jìn)行優(yōu)化仿真。

射頻模塊

頻率源模塊

1

數(shù)據(jù)、時(shí)鐘、使能線不能在數(shù)字頻率合成器芯片、晶體、晶振、變壓器、光耦、電源模塊等器件底部表面層走線。

2

頻綜的電源線要和其他干擾信號(hào)進(jìn)行隔離,以免影響頻綜的相位噪聲和雜散。

3

環(huán)路濾波器的布局要同層布局,并且結(jié)構(gòu)緊湊,靠近相關(guān)的濾波管腳,在濾波器的下表面不能走線。

4

VCO的電源和控制電壓,要和其它干擾信號(hào)進(jìn)行隔離。

5

VCO和頻綜下面不能走線。

6

頻綜的數(shù)據(jù)、時(shí)鐘、使能信號(hào)之間的距離要滿足至少3W的間距。如果分層布線,不能平行重疊走線。

參考源模塊

1

參考源的參考輸入信號(hào),是從中頻送過(guò)來(lái)的,走線一定要短,不能對(duì)其它電路有影響。

2

數(shù)據(jù)、時(shí)鐘、使能信號(hào)之間的距離要滿足至少3W的間距。如果分層布線,不能平行重疊走線。

4

VCO的電源和控制電壓,要和其它干擾信號(hào)進(jìn)行隔離。

5

參考源的輸出電路要和其它信號(hào)進(jìn)行隔離。

LNA模塊

1

LNA的輸入信號(hào)線要越短越好。減小線損,增強(qiáng)接收通道的靈敏度。

2

LNA的匹配電路要靠近相應(yīng)的管腳放置。

3

射頻前端的ESD防護(hù)電路,一定要放在射頻信號(hào)的主干線上,以防降低防護(hù)等級(jí)。

小信號(hào)放大器模塊

1

小信號(hào)放大器的電源布線需要地銅皮及接地過(guò)孔隔離,避免其它EMI干擾竄入,進(jìn)而惡化本級(jí)信號(hào)質(zhì)量。

2

單片放大器偏置電感的焊盤(pán)也最好放在RF信號(hào)線上,如果空間緊張也可通過(guò)12mil高阻線與RF信號(hào)線相連 。

3

當(dāng)同一電源給兩級(jí)放大器同時(shí)供電時(shí),電源要從后級(jí)向前級(jí)供電,以免末級(jí)放大電路影響前級(jí)。

4

小信號(hào)放大器的電源地回路要小,電容接地要短而直,減小公共地阻抗所產(chǎn)生的干擾。

濾波器模塊

1

濾波器的匹配元件要靠近相應(yīng)的管腳。

2

當(dāng)濾波器的輸入輸出管腳為大焊盤(pán)時(shí),為了保證阻抗的連續(xù)性,需要將其下面的層挖空。需通過(guò)仿真軟件計(jì)算具體的阻抗值。

3

當(dāng)濾波器底部是金屬外殼與接地腳相連,器件的元件面投影區(qū)是禁布區(qū),不能布微帶線和過(guò)孔,

集成混頻器

1

要注意混頻器的外圍器件應(yīng)該按照DATASHEET的要求布局。

2

對(duì)于集成雙平衡混頻器,扼流電感和隔離電感一定要遠(yuǎn)離,并且垂直放置。

3

對(duì)于集成雙平衡混頻器,隔離電感的接地必須充分,盡量在附近多打地孔。

4

對(duì)于集成雙平衡混頻器,兩個(gè)扼流電感要保持對(duì)稱平行放置

集成調(diào)制器

1

I/Q是兩對(duì)差分線對(duì),這兩對(duì)差分線對(duì)間的間距滿足3W規(guī)則,并且中間要加地孔隔離。

2

I/Q分別是兩對(duì)差分線對(duì),這兩對(duì)差分線要并行走線,不能交叉走線。

3

兩對(duì)差分線線長(zhǎng)相差不能超過(guò)100mil。

4

差分線走線過(guò)孔不能超過(guò)4個(gè)。

電源電路

射頻電源

1

電源線是EMI 出入電路的重要途徑。通過(guò)電源線,外界的干擾可以傳入內(nèi)部電路,影響RF電路指標(biāo)。為了減少電磁輻射和耦合,要求DC-DC模塊的一次側(cè)、二次側(cè)、負(fù)載側(cè)環(huán)路面積最小。電源電路不管形式有多復(fù)雜,其大電流環(huán)路都要盡可能小。

2

單板上長(zhǎng)距離的電源線不能同時(shí)接近或穿過(guò)級(jí)聯(lián)放大器(增益大于45dB)的輸出和輸入端附近。避免電源線成為RF 信號(hào)傳輸途徑,可能引起自激或降低扇區(qū)隔離度。長(zhǎng)距離電源線的兩端都需要加上高頻濾波電容,甚至中間也加高頻濾波電容。

3

RF PCB的電源入口處組合并聯(lián)三個(gè)濾波電容,利用這三種電容的各自優(yōu)點(diǎn)分別濾除電源線上的低、中、高頻。例如:10uf,0.1uf,100pf。并且按照從大到小的順序依次靠近電源的輸入管腳。

4

用同一組電源給小信號(hào)級(jí)聯(lián)放大器饋電,應(yīng)當(dāng)先從末級(jí)開(kāi)始,依次向前級(jí)供電,使末級(jí)電路產(chǎn)生的EMI 對(duì)前級(jí)的影響較小。且每一級(jí)的電源濾波至少有兩個(gè)電容:0.1uf,100pf。 當(dāng)信號(hào)頻率高于1GHz時(shí),要增加10pf濾波電容。

5

不同電源層在空間上要避免重疊。主要是為了減少不同電源之間的干擾,特別是一些電壓相差很大的電源之間,電源平面的重疊問(wèn)題一定要設(shè)法避免,難以避免時(shí)可考慮中間隔地層。

6

電源部分導(dǎo)線印制線在層間轉(zhuǎn)接的過(guò)孔數(shù)符合通過(guò)電流的要求(1A/Ф0.3mm孔)。

7

PCB的POWER部分的銅箔尺寸符合其流過(guò)的最大電流,并考慮余量(一般參考為1A/mm線寬)。

8

電源線的輸入輸出不能交叉。

其它

安規(guī)

1

電源印制導(dǎo)線在層間轉(zhuǎn)接的過(guò)孔數(shù)符合通過(guò)電流的要求(1A/Ф0.3孔)

2

PCB的POWER部分的銅箔尺寸符合其流過(guò)的最大電流,并考慮余量(一般參考為2A/mm線寬)

3

單板上高溫元器件的防護(hù)和熱處理措施合理(類似加熱器件的高溫元器件處理)

4

較大面積可觸及導(dǎo)電零部件外殼與地連接(如DC/DC外殼、屏蔽盒)

5

較大體積零件的固定孔及安裝后的電氣間隙和在印制板上的爬電距離符合安規(guī)要求。(如DC/DC外殼、屏蔽盒)

6

屏蔽盒固定后,與其它接插件等帶能量危險(xiǎn)或與危險(xiǎn)電壓電極的電氣間隙達(dá)到安規(guī)要求;固定螺釘及墊片在印制板上爬電距離符合要求。

7

-48V輸入印制線位于重疊位置,層間距離沒(méi)有小于0.1mm。

8

PCB電源部分的連接器有防止反插措施

9

DC/DC的輸入/輸出印制線,不與DC/DC模塊在同一面(貼裝DC/DC除外,無(wú)臺(tái)階的DC/DC外殼會(huì)與印制線的電氣間隙不夠,甚至?xí)揽孔韬竸┙^緣)

10

功放輸出口有保護(hù)電路(如環(huán)行器等)保證不會(huì)過(guò)功率引發(fā)過(guò)熱或燃燒事件

11

防雷擊連接器與氣體放電管及保護(hù)二極管之間的布線要盡量粗,并且其布線到地的距離要大于80mil以上。