射频模块天线端的ESD该如何设计?


原标题:射频模块天线端的ESD该如何设计?
射频模块天线端的ESD(静电放电)设计需从器件选型、电路布局、阻容网络设计、PCB设计等多方面入手,以下是具体设计方法:
一、ESD保护器件选型
使用TVS二极管
双向TVS:适合射频模块,避免单向TVS在反向电压下的失效风险。
低结电容(Cj):如PESD0542U005型号,结电容仅0.05pF,减少对射频信号的干扰。
优选参数:反向工作电压(Vrwm)需高于信号峰值电压,钳位电压(Vc)越低越好。
避免谐波噪声
选择谐波噪声低的TVS管,防止降低无线模块的接收灵敏度。
二、静电泄放路径设计
阻容网络
在天线接口(如SMA接口)与外壳地之间并联电阻和电容(如R36和C82),形成最短泄放路径。
电容需耐高压,确保静电快速泄放。
路径优化
保证泄放路径不经过敏感器件和射频电路,避免静电干扰。
在PCB布局时,路径上避免数据线、时钟线等敏感线路。
三、PCB设计要点
隔离敏感区域
在静电泄放路径上挖槽或增加隔离带,防止静电对敏感电路的影响。
必要时在泄放路径上打过孔,减小阻抗。
地平面处理
确保地平面完整,减少地弹效应,提高抗干扰能力。
四、外接天线版本的设计
天线接口防护
在应用底板上放置SMA接口,确保静电通过底板泄放,不进入无线模块。
在SMA接口与底板之间设计阻容网络,形成可靠的静电泄放路径。
底板设计
底板需考虑静电泄放路径,保证静电不通过射频转接线进入无线模块。
五、设计验证
ESD测试标准
遵循IEC 61000-4-2标准,测试等级为接触放电±8 kV,空气放电±15 kV。
通过实际测试验证设计是否满足ESD抗扰度要求。
案例验证
4G无线模块的SMA天线接口设计案例:在SMA与螺丝孔(外壳)之间增加R36并联C82,样机通过ESD抗扰度实验。
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