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PCB設計指南:關于射頻走線和地的那些事

發布時間:2015-04-17 責任編輯:echolady

【導讀】在PCB設計中,如果對多層電路板進行射頻線仿真,為了清晰地做出的對比,將仿真的PCB分為表層鋪地前的和鋪地后的兩塊板分別進行仿真對比。結果立見高下。

表層未鋪地的PCB文件如下圖1所示(兩種線寬):

PCB設計指南:關于射頻走線和地的那些事
線寬0.1016 mm的射頻線(表層鋪地前)
PCB設計指南:關于射頻走線和地的那些事
線寬0.35 mm的射頻線(表層鋪地前)
圖1:表層未鋪過地的PCB

首先將線寬不同的兩塊板(表層鋪地前)由ALLEGRO導入SIWAVE,在目標線上加入50Ω端口。針對不同線寬0.1016mm和0.35mm, 我們的仿真結果如圖2所示,圖中顯示的曲線是S21,仿真頻率范圍為800MHz-1GHz。

PCB設計指南:關于射頻走線和地的那些事
表層未鋪地的S21 (線寬0.1016mm)
PCB設計指南:關于射頻走線和地的那些事
表層未鋪地的S21 (線寬0.35mm)
圖2:表層未鋪地的S21
[page]
由圖中可以看到,在800MHz-1GHz的范圍內,仿真的數據展示為小數點后一到兩位的數量級,0.35mm的損耗要比0.1016mm的線小一個數量 級,這是因為0.35mm的線寬在該板的層疊條件下其特征阻抗接近50Ω。 因此間接驗證了我們所做的阻抗計算(用線寬約束)是有一定作用的。

接下來我們做了表層鋪地后的同樣的仿真(800MHz-1GHz),導入的PCB文件如下圖。

PCB設計指南:關于射頻走線和地的那些事
0.1016 mm的射頻線(表層鋪地)
PCB設計指南:關于射頻走線和地的那些事
0.35 mm的射頻線(表層鋪地)
圖3:表層鋪過地后的PCB

仿真結果如下圖:

PCB設計指南:關于射頻走線和地的那些事
表層鋪地后的S21 (0.1016mm)
PCB設計指南:關于射頻走線和地的那些事
表層鋪地后的S21 (0.35mm)
圖4:表層鋪過地后的S21

由圖中看到,仿真的數據顯示,該傳輸線的線損已經是1-2 dB的數量級了,當然0.35 mm的損耗要明顯小于0.1016 mm的。另外一個明顯的現象是相對于未鋪地的仿真結果,隨著頻率由800MHz到1GHz的增加,損耗趨大。

我們可以從仿真的結果中得到這樣一個結果:

1.射頻走線最好按50歐姆走,可以減小線損;

2.表層的鋪地事實上是將一部分RF信號能量耦合到了地上,造成了一定的損耗。因此PCB表層的鋪地應該有所講究。盡量遠離RF線。工程經驗是大于1.5倍的線寬。

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