MTK PCB設(shè)計(jì)指南射頻篇（一）

1.1器件布局與信號(hào)走向考慮以及器件外形輪廓為設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)，有如下兩種自然的信號(hào)走向:a. 從天線開始，經(jīng)由接收機(jī)到基帶器件，此為接收通路；b. 從基帶器件開始，經(jīng)由發(fā)射機(jī)再到天線,此為發(fā)射通路。根據(jù)這兩種自然的信號(hào)流向來確定初始的器件布局，可以粗略地將主要的RF器件沿著代表著RX和TX的兩條信號(hào)走向線 擺放，以便之后的布線更清楚直接。 各大主要器件之間要留有足夠的空間來擺放周邊輔助之用的小器件（諸如電阻、電容、電感、二三極管等）及相關(guān)走線之用。如果板上增加了周邊器件或者出于保護(hù)最高優(yōu)先級(jí)的走線考慮，可能需要對(duì)主要器件的擺放作一些輕微的挪動(dòng)，要不斷調(diào)整器件位置、方向及RF連接位置以避免RF走線的交叉。如果交叉走線確實(shí)無法避免，最好是讓它們90度垂直交叉，并且這些射頻走線一定要用微帶線或者帶狀線。在增加走線細(xì)節(jié)的同時(shí)，要持續(xù)地微調(diào)器件布局，直到獲得一種比較合適的布局安排 ――所有的元件都在指定的空間內(nèi)，關(guān)鍵信號(hào)線有個(gè)很好的安排，敏感線路與其它可能的干擾源或者干擾線路有足夠大的隔離等等。1.2屏蔽在手機(jī)里，用以加強(qiáng)隔離保護(hù)的屏蔽區(qū)域通常包括Rx, Tx, 及基帶 (包含數(shù)字IC，電源管理IC)等部分。屏蔽框的焊接走線要求在PCB板外層上，沿著屏蔽框的輪廓走，線寬大約是框壁厚的數(shù)倍，并且要有足夠多的接地孔直接接到主地。另外，屏蔽框焊接走線要與被屏蔽區(qū)域內(nèi)的器件及走線保持足夠的安全距離。1.3 PCB 疊層考慮PCB 的疊層安排需要考慮如下幾個(gè)內(nèi)容：- 介質(zhì)材料（介電常數(shù)）- 整個(gè)PCB板厚- 金屬層數(shù)- 每層金屬層的厚度- 金屬層之間的介質(zhì)厚度- 賦于各金屬層的電氣功能分配MTK 的參考疊層設(shè)計(jì)如圖1.2所示：1.4 射頻走線: 阻抗控制傳輸線連接射頻信號(hào)源與負(fù)載的走線，其特性阻抗標(biāo)稱值為50歐。在手機(jī)PCB中，50Ω的傳輸線用如下兩種技術(shù)實(shí)現(xiàn)：- 微帶線 ：走線布在PCB最外層，以其下面整個(gè)地平面為參考地，并且周邊被大面積的地所包圍。- 帶狀線： 走線布在PCB內(nèi)層，相鄰的上下地平面均為其參考地，并且周邊被大面積的地所包圍。50Ω 走線參考設(shè)計(jì)如下：-線寬由PCB的疊層結(jié)構(gòu)決定（一些參考值如下圖所示）-至少有兩倍線寬的安全間距-沿著其走線的周圍要有足夠多的接地孔。1.5 其它關(guān)鍵走線- 保證輸入輸出走線之間的良好隔離- 保持差分線走線平等且等長(zhǎng)- 保持時(shí)鐘信號(hào)線的盡量短且其上下左右都要有地包圍。如果不能做到良好的地包圍，請(qǐng)遵循 3W 原則且在其周圍放置足夠多的接地孔- 保持音頻信號(hào)線上下左右良好的接地保護(hù)- 何謂 3W 原則?1.6 過孔過孔分為通孔、盲孔、埋孔等幾種。這幾種過孔用于連通信號(hào)或者連結(jié)不同區(qū)域內(nèi)的地，也用于連接不同層之間的地。地孔可以提供非常有效的共面隔離性能，以及屏蔽和保護(hù)敏感的微帶線或者帶狀線。將地過孔放沿著信號(hào)線周圍放可提供足夠好的隔離性能。 過孔相關(guān)的設(shè)置是整個(gè)布線策略的一部分，必須在PCB設(shè)計(jì)的早期就決定好 。1.7 接地良好的射頻接地對(duì)于手機(jī)的無線性能而言無疑是相當(dāng)重要的，須遵循如下幾個(gè)設(shè)計(jì)原則：-盡量使外層區(qū)域的地完整，不被分割破壞（非屏蔽罩之內(nèi)的部分），這個(gè)對(duì)于天線附近的區(qū)域猶為重要。天線電流必須與噪聲電流隔離，如果天線附近的接地區(qū)域被破壞成不完整的，必須在其下面相關(guān)的區(qū)域產(chǎn)生一塊填充地平面，并用地過孔加以縫合，使之成為完整的地。此區(qū)域走線須得保證天線電流只流過表層平面，且須限制噪聲電流流進(jìn)里面的完整地平面。- 在需要的地方增加填充地以便改善線路與走線之間的共面隔離。- 確保內(nèi)層地平面盡量可靠。- 地過孔應(yīng)該直接接到RFIC 及其它器件的焊盤上。不要用長(zhǎng)細(xì)走線將器件連接至地過孔，否則可能會(huì)讓引入等效電感而改變電路的性能。