无线芯片性能布板关键(五)—RF电路PCB设计实例

我们最后看一些实际的案例

比如说大家最容易犯的一些错误

如果有抢答的同事也可以抢答 我们有礼品赠

可以抢答哦

好 大家看一下这三个哪个最好啊

第一个

从美学 大家可以先从美学来说一下

肯定第一个好看对不对

虽然它没有穿高跟鞋 但是它

其实是 看上去是最好看的

就是一个对称的嘛 我刚说过

就说这是发轮电路 比如说发轮电路到

单灯 刚好从中间连出来

它会连接到你的天线馈里面

OK 这个是最具有美学的一个电路

然后呢这个大家觉得它问题可能是出在哪里呢

对 这里太长了

这个就是刚刚我给大家介绍的一个概念 电源时

就是你在任何一个传送线上面 你的信号的传输都

会有稍微的变化 其实我们这个

天线的节点它并不是一个50欧姆

不是一个50欧姆的话 其实你随着一个电源时的增加

它的阻抗会被变化掉的 如果 这里面应该有会懂

SmithTrack 就是那个史密斯原图的同事

它在史密斯原图上会转得很远

这个时候你再去做同样的匹配电路

其实你这里并不能得到一个很好的50欧模的一个系统

这个就是为什么我们在建议客户

抄TI的参考设计的时候

特别是八轮这部分 一定要100%抄 千万不要

有任何创新 OK 这就原因

因为八轮部分的匹配电路和仿真非常非常不好做

所以大家一定要抄

然后这个呢 为什么呢

大家可以看一下 就是为什么它不好

就是不对称 就是勇敢说这三个字就好了 就有礼物拿

它确实是不对称 我们对于一个

插分线的设计 一个叫P和N

一个正一个负 如果你这个信号两个之间

有信号差的时候

它其实就会产生相位差

相位差对于射频信号来说是什么呢

就是相位噪声 相位噪声就是噪声

其实它只是噪声的一种 所以呢

对于这些方面来说 这是最常犯的几个错误

这个其实最长犯最长犯的

因为有很多他没有这个概念 以为我连上了 我

我抄了你的参考设计 我抄了你的匹配电路 为什么

我的性能还是不行 原因就是

你这里变长了是不可以的

对于我们微带线来说

它有几个宽高比 长度对不对

和你相对界限长度这几个参数大家一定要记住

都是非常重要的一些参数

然后我们再看下一个错误

这个其实我们刚才都介绍过了

它会有哪些东西你不应该去做

这个图 比方说 我先给大家提示一下

这两根青色的线是数字信号线

好 提示完毕

这块板子有什么问题呢

举手 举手

这个同事

数字信号线会对网络进行干扰

哎 一个原因

还有另外一个原因吗

它没有完整的低频电

它这算射频的 对不对

应该是 这两点都说得非常正确

第一是信号线会对它进行干扰 第二是没有完整的低频电

没有一个回流 这样的话 信号线

会被切掉 就是它的损耗会非常大

这个是同理 这个我们就不提问了 这个

是我的例子 然后我们来看一下这个

晶振部分 晶振部分我们直接跳到这一页

红圈部分代表是错误

然后 嗯

谁能跟我说一下这个错误是什么

是的 对的 就是说我们

crystal刚刚我也介绍过它的重要性

它上面耦合的任何一个干扰 都会被

如实反映到设计信号线上 这是它

最厉害的一点 所以我们在做layout的时候

像下面横着一根数字信号线

或者是电源 这个一定是被杜绝的

像这种线一定要从外面绕

或者你如果四层板就是方便的版 你直接从底层

取走 在阻力层的另外一面去走

就好了

然后另外一个错误 这个我就给大家说了

你看这里0003的区间 大大小小的

然后走的线也相对来说不是对称的

这样的话对我们的射频信号都会有很多的影响

OK 然后就是退耦这一块

退耦这一块也非常重要 退耦就是不光是

对你的整个板子的话 其实我们对板子

如果做非常非常专业的分析的话 特别做选机的同事 应该

会有这样的一些概念

我们叫电源完整性和信号完整性 就是PI 和SI

这两个概念非常非常重要

在做信号完整性电源完整性的时候 我们

一定要有这样的一些 就是说你在家

在很多拐角会加很多特有电容

这样的一些东西

这个明显就是一个不好的例子

它是因为什么呢 我相信这里面做电源的人 比我专业的多得多

但是对我们芯片的系统设计来说

我们希望在拐角附近的特有电路是这个样子的

是用有个过孔来同时对它进行供电之后

先进电容的pad 然后对芯片进行对耦

是这样的一个架构

不能是过股在这里 然后你的电容可能是在另外一边

芯片是在另外一边

这样的退耦肯定是不好的

对于射频来说 大家肯定 将来是要是碰到射频的一些二次谐波啊

或者是噪声这样的问题 很有可能

不光是你射频没做好 可能是你退耦也没做好

好 对于走线来说 我们

射频还有一个概念 叫突变 对吧

尽量不要产生突变

像这种直角弯呢 还包括这种阻抗线突然之间的变化

我不是希望走成渐变线

就是包括或者你走45度角 圆角 还凑合

这是还可以的意思 尽量走成渐变的架构

不要走成突变 突变的话对射频来说

就是一个非常不好的反射信号了

好 最后再给大家介绍一个刚才我们说过有一个认证standard

在设计这一类芯片的时候 大家切记切记

这些电路一定要抄 这也是我的客户常犯的一些错误

刚才我给大家说过 像这些接口不是50欧姆

不是50欧姆的话你在阻抗传输上

它的延时就非常非常关键

要参与很多计算

所以呢像这种电路你一定要抄 TI的参考设计 可以保证你最低的一个风险

好 这就是天线

应该是最后一页了 不会耽误大家去吃饭

这点很重要

这就是给大家树立一个天线是空间这样的一个概念

这些可能 你又不做这个行业 但是我希望大家

一定要知道这样的一个 就是说

为什么我抄了你的TI 设计 我还是得不到一个30米的作用距离

概念就是在这里

我们可以看一下 这里面有几根线 分别

代表不同的环境

就是说同样是这样的一个天线

你100%抄了 它的自由空间下

它的谐振频率可能在2.5几

然后呢 边上有塑料的时候

它可能 它的中心频率点就跑到这里来了

旁边呢 就说如果

塑料又比较接近的时候 又跑到这里来了 大家可以

看 这个图的意思 先给大家解释一下

就说 如果它的坑越深 代表辐射出去的能量就越多

就这么一个简单的概念

所以我们都希望这个坑谐振在你想要的频段上

比如说大家做蓝牙

就是2400-2480

对吧 大家希望谐振到 最深的点是在这个频点上

所以这个就给大家这样一个概念是这样的

就说你抄了TI 的参考设计 还要考虑你的空间

所以对于我很多客户来说 我都会建议他引入一些天线外接场

做一些测试和调试

基本上就是今天我的全部内容

我们最后看一些实际的案例

比如说大家最容易犯的一些错误

如果有抢答的同事也可以抢答 我们有礼品赠

可以抢答哦

好 大家看一下这三个哪个最好啊

第一个

从美学 大家可以先从美学来说一下

肯定第一个好看对不对

虽然它没有穿高跟鞋 但是它

其实是 看上去是最好看的

就是一个对称的嘛 我刚说过

就说这是发轮电路 比如说发轮电路到

单灯 刚好从中间连出来

它会连接到你的天线馈里面

OK 这个是最具有美学的一个电路

然后呢这个大家觉得它问题可能是出在哪里呢

对 这里太长了

这个就是刚刚我给大家介绍的一个概念 电源时

就是你在任何一个传送线上面 你的信号的传输都

会有稍微的变化 其实我们这个

天线的节点它并不是一个50欧姆

不是一个50欧姆的话 其实你随着一个电源时的增加

它的阻抗会被变化掉的 如果 这里面应该有会懂

SmithTrack 就是那个史密斯原图的同事

它在史密斯原图上会转得很远

这个时候你再去做同样的匹配电路

其实你这里并不能得到一个很好的50欧模的一个系统

这个就是为什么我们在建议客户

抄TI的参考设计的时候

特别是八轮这部分 一定要100%抄 千万不要

有任何创新 OK 这就原因

因为八轮部分的匹配电路和仿真非常非常不好做

所以大家一定要抄

然后这个呢 为什么呢

大家可以看一下 就是为什么它不好

就是不对称 就是勇敢说这三个字就好了 就有礼物拿

它确实是不对称 我们对于一个

插分线的设计 一个叫P和N

一个正一个负 如果你这个信号两个之间

有信号差的时候

它其实就会产生相位差

相位差对于射频信号来说是什么呢

就是相位噪声 相位噪声就是噪声

其实它只是噪声的一种 所以呢

对于这些方面来说 这是最常犯的几个错误

这个其实最长犯最长犯的

因为有很多他没有这个概念 以为我连上了 我

我抄了你的参考设计 我抄了你的匹配电路 为什么

我的性能还是不行 原因就是

你这里变长了是不可以的

对于我们微带线来说

它有几个宽高比 长度对不对

和你相对界限长度这几个参数大家一定要记住

都是非常重要的一些参数

然后我们再看下一个错误

这个其实我们刚才都介绍过了

它会有哪些东西你不应该去做

这个图 比方说 我先给大家提示一下

这两根青色的线是数字信号线

好 提示完毕

这块板子有什么问题呢

举手 举手

这个同事

数字信号线会对网络进行干扰

哎 一个原因

还有另外一个原因吗

它没有完整的低频电

它这算射频的 对不对

应该是 这两点都说得非常正确

第一是信号线会对它进行干扰 第二是没有完整的低频电

没有一个回流 这样的话 信号线

会被切掉 就是它的损耗会非常大

这个是同理 这个我们就不提问了 这个

是我的例子 然后我们来看一下这个

晶振部分 晶振部分我们直接跳到这一页

红圈部分代表是错误

然后 嗯

谁能跟我说一下这个错误是什么

是的 对的 就是说我们

crystal刚刚我也介绍过它的重要性

它上面耦合的任何一个干扰 都会被

如实反映到设计信号线上 这是它

最厉害的一点 所以我们在做layout的时候

像下面横着一根数字信号线

或者是电源 这个一定是被杜绝的

像这种线一定要从外面绕

或者你如果四层板就是方便的版 你直接从底层

取走 在阻力层的另外一面去走

就好了

然后另外一个错误 这个我就给大家说了

你看这里0003的区间 大大小小的

然后走的线也相对来说不是对称的

这样的话对我们的射频信号都会有很多的影响

OK 然后就是退耦这一块

退耦这一块也非常重要 退耦就是不光是

对你的整个板子的话 其实我们对板子

如果做非常非常专业的分析的话 特别做选机的同事 应该

会有这样的一些概念

我们叫电源完整性和信号完整性 就是PI 和SI

这两个概念非常非常重要

在做信号完整性电源完整性的时候 我们

一定要有这样的一些 就是说你在家

在很多拐角会加很多特有电容

这样的一些东西

这个明显就是一个不好的例子

它是因为什么呢 我相信这里面做电源的人 比我专业的多得多

但是对我们芯片的系统设计来说

我们希望在拐角附近的特有电路是这个样子的

是用有个过孔来同时对它进行供电之后

先进电容的pad 然后对芯片进行对耦

是这样的一个架构

不能是过股在这里 然后你的电容可能是在另外一边

芯片是在另外一边

这样的退耦肯定是不好的

对于射频来说 大家肯定 将来是要是碰到射频的一些二次谐波啊

或者是噪声这样的问题 很有可能

不光是你射频没做好 可能是你退耦也没做好

好 对于走线来说 我们

射频还有一个概念 叫突变 对吧

尽量不要产生突变

像这种直角弯呢 还包括这种阻抗线突然之间的变化

我不是希望走成渐变线

就是包括或者你走45度角 圆角 还凑合

这是还可以的意思 尽量走成渐变的架构

不要走成突变 突变的话对射频来说

就是一个非常不好的反射信号了

好 最后再给大家介绍一个刚才我们说过有一个认证standard

在设计这一类芯片的时候 大家切记切记

这些电路一定要抄 这也是我的客户常犯的一些错误

刚才我给大家说过 像这些接口不是50欧姆

不是50欧姆的话你在阻抗传输上

它的延时就非常非常关键

要参与很多计算

所以呢像这种电路你一定要抄 TI的参考设计 可以保证你最低的一个风险

好 这就是天线

应该是最后一页了 不会耽误大家去吃饭

这点很重要

这就是给大家树立一个天线是空间这样的一个概念

这些可能 你又不做这个行业 但是我希望大家

一定要知道这样的一个 就是说

为什么我抄了你的TI 设计 我还是得不到一个30米的作用距离

概念就是在这里

我们可以看一下 这里面有几根线 分别

代表不同的环境

就是说同样是这样的一个天线

你100%抄了 它的自由空间下

它的谐振频率可能在2.5几

然后呢 边上有塑料的时候

它可能 它的中心频率点就跑到这里来了

旁边呢 就说如果

塑料又比较接近的时候 又跑到这里来了 大家可以

看 这个图的意思 先给大家解释一下

就说 如果它的坑越深 代表辐射出去的能量就越多

就这么一个简单的概念

所以我们都希望这个坑谐振在你想要的频段上

比如说大家做蓝牙

就是2400-2480

对吧 大家希望谐振到 最深的点是在这个频点上

所以这个就给大家这样一个概念是这样的

就说你抄了TI 的参考设计 还要考虑你的空间

所以对于我很多客户来说 我都会建议他引入一些天线外接场

做一些测试和调试

基本上就是今天我的全部内容