Nella progettazione di circuiti RF, il layout e il routing determinano direttamente le prestazioni del prodotto. Un buon progetto non solo riduce le interferenze, ma migliora anche la stabilità. Oggi, ti guiderò attraverso gli elementi essenziali della progettazione di PCB RF, assicurando che il tuo prodotto vinca fin dall'inizio!

I. Tecniche di Layout dei Prodotti RF

1️⃣ Principio del Layout Lineare: All'interno della stessa cavità schermata, il segnale RF principale dovrebbe essere disposto in linea, seguendo la direzione del flusso del segnale. Una forma a L può essere utilizzata quando lo spazio è limitato, ma una forma a U dovrebbe essere evitata per prevenire l'auto-interferenza del segnale.
2️⃣ Quando più canali sono perfettamente simmetrici e hanno più canali di ricezione o trasmissione, il layout e il routing di ogni canale devono essere identici per garantire la coerenza di fase e prestazioni bilanciate.
3️⃣ Pianificare il routing del segnale in anticipo. Considerare la relazione di accoppiamento tra il percorso del segnale principale e i componenti durante la fase di layout per evitare di essere costretti a un routing irragionevole in seguito.
4️⃣ Suggerimento per il posizionamento degli induttori: Gli induttori dovrebbero essere posizionati perpendicolarmente agli induttori adiacenti per ridurre l'interferenza di induttanza reciproca.
5️⃣ Isolamento ad alta e bassa potenza: Gli amplificatori ad alta potenza (HPA) e gli amplificatori a basso rumore (LNA) dovrebbero essere tenuti il più lontano possibile. Se lo spazio è limitato, possono essere posizionati sui lati opposti del PCB o progettati per funzionare alternativamente.
6️⃣ Isolamento della cavità: Le unità a radiofrequenza in diversi moduli dovrebbero essere isolate utilizzando cavità, specialmente tra circuiti sensibili e forti sorgenti di radiazione. Anche gli amplificatori multistadio ad alta potenza dovrebbero avere ogni stadio isolato.
7️⃣ Progettazione della cavità di schermatura: Progettare fori di fissaggio metallizzati da 3 mm agli angoli della cavità per garantire un'installazione sicura del guscio di schermatura.
8️⃣ Ottimizzazione della forma della cavità: La cavità di schermatura dovrebbe avere un elevato rapporto di aspetto ed evitare un design quadrato per ridurre gli effetti di risonanza.

II. Punti Chiave del Routing del Segnale RF
1️⃣ Controllo dell'impedenza a 50Ω: L'impedenza caratteristica è tipicamente progettata per 50Ω. Le larghezze sono generalmente superiori a 15mil. Utilizzare riferimenti interstrato per garantire la stabilità dell'impedenza. Utilizzare angoli arrotondati invece di angoli retti ogni volta che possibile.
2️⃣ Spaziatura e vias ragionevoli: Mantenere una spaziatura di 2Ω (almeno 1Ω) tra il collegamento RF e la lamina di rame di massa. La spaziatura dei vias schermati dovrebbe essere inferiore a 1/20 della lunghezza d'onda del segnale. I pad dei componenti dovrebbero essere progettati per la connettività completa.
3️⃣ Progettazione della partizione: Separare i circuiti digitali e analogici per evitare interferenze reciproche. Anche il routing dell'alimentazione dovrebbe essere partizionato; non utilizzare semplicemente un singolo piano.
4️⃣Messa a terra in aree ad alta potenza: Un piano di massa completo dovrebbe essere mantenuto nelle aree ad alta potenza, preferibilmente senza vias, per garantire la dissipazione del calore e la schermatura.
5️⃣ Isolamento in ingresso e in uscita: Le uscite RF dovrebbero essere tenute lontane dagli ingressi RF. La schermatura dovrebbe essere aggiunta se necessario per prevenire il crosstalk del segnale.
6️⃣Proteggere i segnali sensibili: I segnali analogici dovrebbero essere tenuti lontani dai segnali digitali e RF ad alta velocità per ridurre al minimo le interferenze.

7️⃣ Suggerimenti per l'elaborazione della lamina di rame: La lamina di rame dovrebbe essere liscia e piatta, evitando angoli acuti e strisce sottili. Aggiungere vias lungo i bordi della lamina di rame se necessario.
8️⃣ Protezione dell'area dell'antenna: Posizionare l'antenna in un'area libera su tutti gli strati, ad almeno 5 mm da altri circuiti.