射頻電路電源設計的13個要點


原標題:射頻電路電源設計的13個要點
射頻電路電源設計是確保射頻電路性能穩定和可靠的重要環節。以下是射頻電路電源設計的13個要點,這些要點涵蓋了電源線布局、濾波、開關電源使用、電源層規劃等多個方面:
電源線布局與EMI控制:
電源線是EMI(電磁干擾)出入電路的重要途徑。為了減少電磁輻射和耦合,要求DC-DC模塊的一次側、二次側、負載側環路面積最小。電源電路的大電流環路也要盡可能小,且電源線和地線要緊密放置。
開關電源布局優化:
如果電路中使用了開關電源,其外圍器件布局應符合各功率回流路徑最短的原則。濾波電容應靠近開關電源相關引腳,共模電感也應靠近開關電源模塊。
長距離電源線處理:
單板上長距離的電源線不能同時接近或穿過級聯放大器(增益大于45dB)的輸出和輸入端附近,以避免電源線成為RF信號傳輸途徑,可能引起自激或降低扇區隔離度。長距離電源線的兩端及中間都應加上高頻濾波電容。
電源入口濾波:
RF PCB的電源入口處應組合并聯三個濾波電容(如10uF、0.1uF、100pF),分別濾除電源線上的低、中、高頻噪聲。這些電容應按照從大到小的順序依次靠近電源的輸入管腳。
小信號放大器電源饋電順序:
用同一組電源給小信號級聯放大器饋電時,應從末級開始,依次向前級供電,以減少末級電路產生的EMI對前級的影響。每一級的電源濾波應至少包含兩個電容(如0.1uF、100pF),當信號頻率高于1GHz時,應增加10pF濾波電容。
電子濾波器布局:
對于小功率電子濾波器,濾波電容應靠近三極管管腳,高頻濾波電容更應靠近管腳。三極管應選用截止頻率較低的型號,以避免高頻振蕩。
電源銅箔尺寸:
PCB的POWER部分銅箔尺寸應符合其流過的最大電流,并考慮一定的余量(一般參考為1A/mm線寬)。
電源線交叉避免:
電源線的輸入輸出不能交叉,以減少電磁干擾。
電源退耦與濾波:
注意電源退耦和濾波,防止不同單元通過電源線產生干擾。電源布線時,電源線之間應相互隔離,與其他強干擾線(如CLK)應用地線隔離。
小信號放大器電源布線隔離:
小信號放大器的電源布線需要使用地銅皮及接地過孔進行隔離,以避免其他EMI干擾竄入,從而惡化本級信號質量。
電源層規劃:
不同電源層在空間上應避免重疊,以減少不同電源之間的干擾。特別是電壓相差很大的電源之間,電源平面的重疊問題應設法避免。難以避免時可考慮中間隔地層。
電源去耦技術:
使用大面積的電源層可能會引發系統性能惡化,因為引腳之間的噪聲傳輸難以避免。而采用星型拓撲則可以減輕不同電源引腳之間的耦合。良好的電源去耦技術與嚴謹的PCB布局、Vcc引線(星型拓撲)相結合,能夠為RF系統設計奠定穩固的基礎。
低噪聲放大器與功率放大器的特別考慮:
對于低噪聲放大器(LNA),建議使用具有較高PSRR(電源抑制比)的LDO(線性穩壓器)供電,并確保濾波電容的合理布局。對于射頻功率放大器(PA),應預留足夠的電源功率余量(建議至少20%),并確保DCDC的快速瞬態響應能力以滿足射頻電路的需求。
綜上所述,射頻電路電源設計需要綜合考慮電源線布局、濾波、開關電源使用、電源層規劃等多個方面,以確保射頻電路的穩定性和可靠性。
責任編輯:David
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