降低RF電路寄生信號(hào)的八個(gè)設(shè)計(jì)規(guī)則

　　規(guī)則4：保持差分線路的差分性

　　回流路徑對(duì)信號(hào)線路性能至關(guān)重要，其應(yīng)視為信號(hào)路徑的一部分。與此同時(shí)，差分對(duì)通常沒有緊密耦合，回流可能流經(jīng)相鄰層。兩個(gè)回流必須通過相等的電氣路徑布線。

　　即便在差分對(duì)的兩條線路不緊密耦合時(shí)，鄰近與共享型設(shè)計(jì)限制也會(huì)讓回流處于相同層。要真正保持低寄生信號(hào)，需要更好的匹配。差分組件下接地層的斷流器等任何計(jì)劃結(jié)構(gòu)都應(yīng)是對(duì)稱的。同樣，長度是否匹配可能也會(huì)產(chǎn)生信號(hào)線路中的波形曲線問題。回流不會(huì)引起波形曲線問題。一條差分線路的長度匹配情況應(yīng)在其它差分線路中體現(xiàn)。

　　規(guī)則5：RF信號(hào)線路附近沒有時(shí)鐘或控制線路

　　時(shí)鐘和控制線路有時(shí)可視為沒什么影響的鄰居，因?yàn)槠涔ぷ魉俣鹊?，甚至接近DC。不過，其開關(guān)特性幾乎接近方波，可在奇數(shù)諧波頻率下生成獨(dú)特的音調(diào)。方波發(fā)射能源的基本頻率雖然不會(huì)產(chǎn)生什么影響，但其銳利的邊緣可能會(huì)有影響。在數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，轉(zhuǎn)折頻率可估算必須要考慮的最高頻率諧波，計(jì)算方式為：Fknee=0.5/Tr，這里的Tr是上升時(shí)間。請(qǐng)注意，是上升時(shí)間，而不是信號(hào)頻率。不過銳利邊緣的方波也有強(qiáng)大的高階奇數(shù)諧波，其可能只在錯(cuò)誤頻率下下降并耦合在RF線路上，違反嚴(yán)格的傳輸掩模要求。

　　時(shí)鐘和控制線路應(yīng)由內(nèi)部接地層或頂層接地灌流(ground pour)與RF信號(hào)線路隔離。如果不能使用接地隔離信號(hào)，那么線路布線應(yīng)確保直角交叉。因?yàn)闀r(shí)鐘或控制線路發(fā)射的磁通線路會(huì)圍繞干擾源線路的電流形成放射柱形等高線，它們將不會(huì)在接收器線路中產(chǎn)生電流。放慢上升時(shí)間不但可降低轉(zhuǎn)折頻率，而且還有助于減少干擾源的干擾，但時(shí)鐘或控制線路也可充當(dāng)接收器線路。接收器線路仍可作為將寄生信號(hào)導(dǎo)入器件的導(dǎo)管。

　　規(guī)則6：使用接地隔離高速線路

　　微波傳輸帶與帶線大多數(shù)都與相鄰接地層耦合。一些通量線路仍沿水平方向散發(fā)，并端接于相鄰跡線。一條高速線路或差分對(duì)上的音調(diào)在下一條跡線上終結(jié)，但信號(hào)層上的接地灌流會(huì)為通量線路帶來較低阻抗的終點(diǎn)，讓鄰近跡線不受音調(diào)干擾。

　　時(shí)鐘分布或合成器設(shè)備路由出來、用于承載相同頻率的跡線集群可能相鄰而行，因?yàn)楦蓴_源音調(diào)已經(jīng)存在于接收器線路上。不過，分組的線路最終會(huì)分散。分散時(shí)，應(yīng)在分散線路之間提供接地灌流，并在其開始分散的地方灌入通孔，以便感應(yīng)回流沿著額定回流路徑流回。在圖3中，接地島末端的通孔可使感應(yīng)電流流到參考層上。接地灌流上其它通孔之間的間隔不要超過一個(gè)波長的十分之一，以確保接地不會(huì)成為共振結(jié)構(gòu)。

　　圖3：差分線路分散處的頂層接地通孔為回流提供流動(dòng)路徑。

　　規(guī)則7：不要在噪聲較大的電源層進(jìn)行RF線路布線

　　音調(diào)進(jìn)入電源層就會(huì)擴(kuò)散到每個(gè)地方。如果雜散音調(diào)進(jìn)入電源、緩沖器、混頻器、衰減器和振蕩器，就會(huì)對(duì)干擾頻率進(jìn)行調(diào)制。同樣，當(dāng)電源到達(dá)電路板時(shí)，它還沒有徹底被清空而實(shí)現(xiàn)對(duì)RF電路系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)。應(yīng)最大限度減少RF線路在電源層的暴露，特別是未過濾的電源層。

　　鄰近接地的大型電源層可創(chuàng)建高質(zhì)量嵌入式電容，使寄生信號(hào)衰減，并用于數(shù)字通信系統(tǒng)與某些RF系統(tǒng)。另一種方法是使用最小化電源層，有時(shí)更像是肥大跡線而不能說是層，這樣RF線路更容易徹底避開電源層。這兩種方法都可行，不過決不能將二者的最差特性湊在一起，也就是既使用小型電源層，又在頂部走線RF線路。

　　規(guī)則8：讓去耦靠近器件

　　去耦不僅有助于避免雜散噪聲進(jìn)入器件，還可幫助消除器件內(nèi)部生成的音調(diào)，避免其耦合到電源層上。去耦電容越靠近工作電路系統(tǒng)，效率就越高。本地去耦受電路板跡線的寄生阻抗干擾較小，較短的跡線支持較小的天線，減少有害音調(diào)發(fā)射。電容器安放要結(jié)合最高自共振頻率，通常最小值、最小外殼尺寸、最靠近器件，以及越大的電容器，離器件越遠(yuǎn)。在RF頻率下，電路板背面的電容器會(huì)產(chǎn)生通孔串連接地路徑的寄生電感，損失大量噪聲衰減優(yōu)勢(shì)。

　　總結(jié)

　　通過電路板布局評(píng)測(cè)，我們可發(fā)現(xiàn)可能發(fā)射或接收雜散RF音調(diào)的結(jié)構(gòu)。要跟蹤每一條線路，有意識(shí)地明確其回流路徑，確保它能夠與線路并行，特別是要徹底檢查過渡。此外，還要將潛在干擾源與接收器隔離。按照一些簡單直觀的規(guī)則降低寄生信號(hào)，可加速產(chǎn)品發(fā)布，降低調(diào)試成本。

　　作者：Pete Hanish 德州儀器應(yīng)用工程師