射频电路电源设计的13个要点


原标题:射频电路电源设计的13个要点
射频电路电源设计是确保射频电路性能稳定和可靠的重要环节。以下是射频电路电源设计的13个要点,这些要点涵盖了电源线布局、滤波、开关电源使用、电源层规划等多个方面:
电源线布局与EMI控制:
电源线是EMI(电磁干扰)出入电路的重要途径。为了减少电磁辐射和耦合,要求DC-DC模块的一次侧、二次侧、负载侧环路面积最小。电源电路的大电流环路也要尽可能小,且电源线和地线要紧密放置。
开关电源布局优化:
如果电路中使用了开关电源,其外围器件布局应符合各功率回流路径最短的原则。滤波电容应靠近开关电源相关引脚,共模电感也应靠近开关电源模块。
长距离电源线处理:
单板上长距离的电源线不能同时接近或穿过级联放大器(增益大于45dB)的输出和输入端附近,以避免电源线成为RF信号传输途径,可能引起自激或降低扇区隔离度。长距离电源线的两端及中间都应加上高频滤波电容。
电源入口滤波:
RF PCB的电源入口处应组合并联三个滤波电容(如10uF、0.1uF、100pF),分别滤除电源线上的低、中、高频噪声。这些电容应按照从大到小的顺序依次靠近电源的输入管脚。
小信号放大器电源馈电顺序:
用同一组电源给小信号级联放大器馈电时,应从末级开始,依次向前级供电,以减少末级电路产生的EMI对前级的影响。每一级的电源滤波应至少包含两个电容(如0.1uF、100pF),当信号频率高于1GHz时,应增加10pF滤波电容。
电子滤波器布局:
对于小功率电子滤波器,滤波电容应靠近三极管管脚,高频滤波电容更应靠近管脚。三极管应选用截止频率较低的型号,以避免高频振荡。
电源铜箔尺寸:
PCB的POWER部分铜箔尺寸应符合其流过的最大电流,并考虑一定的余量(一般参考为1A/mm线宽)。
电源线交叉避免:
电源线的输入输出不能交叉,以减少电磁干扰。
电源退耦与滤波:
注意电源退耦和滤波,防止不同单元通过电源线产生干扰。电源布线时,电源线之间应相互隔离,与其他强干扰线(如CLK)应用地线隔离。
小信号放大器电源布线隔离:
小信号放大器的电源布线需要使用地铜皮及接地过孔进行隔离,以避免其他EMI干扰窜入,从而恶化本级信号质量。
电源层规划:
不同电源层在空间上应避免重叠,以减少不同电源之间的干扰。特别是电压相差很大的电源之间,电源平面的重叠问题应设法避免。难以避免时可考虑中间隔地层。
电源去耦技术:
使用大面积的电源层可能会引发系统性能恶化,因为引脚之间的噪声传输难以避免。而采用星型拓扑则可以减轻不同电源引脚之间的耦合。良好的电源去耦技术与严谨的PCB布局、Vcc引线(星型拓扑)相结合,能够为RF系统设计奠定稳固的基础。
低噪声放大器与功率放大器的特别考虑:
对于低噪声放大器(LNA),建议使用具有较高PSRR(电源抑制比)的LDO(线性稳压器)供电,并确保滤波电容的合理布局。对于射频功率放大器(PA),应预留足够的电源功率余量(建议至少20%),并确保DCDC的快速瞬态响应能力以满足射频电路的需求。
综上所述,射频电路电源设计需要综合考虑电源线布局、滤波、开关电源使用、电源层规划等多个方面,以确保射频电路的稳定性和可靠性。
责任编辑:David
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