关于PCB的设计布局和一些建议

1、RF传输线

许多Maxim RF元件需要一个受控的阻抗传输线，可将RF功率传输到PCB上的IC引脚（或从其传输功率）。这些传输线可以在外层（顶层或底层）中实现或者埋在内层中。这些传输线的指导包括对微带线，带状线，共面波导（地）和特征阻抗的讨论。它还介绍了传输线角补偿和传输线的层变化。

<强>2.Micro条<强>行的

此传输线的类型包括固定宽度的金属迹线（导体）和正下方（相邻层）的接地平面。例如，第一层（顶部金属）上的迹线需要第二层上的实心接地区域（图1）。迹线的宽度，介电层的厚度和电介质的类型决定了特征阻抗（通常为50Ω或75Ω）

1.微带线示例（立体视图）

3.带状线

这样的线包括迹线内层的固定宽度，以及上方和下方的接地区域。导体可以位于接地区域的中间（图2）或具有一定的偏移（图3）。此方法适用于RF走线的内层。

图2.带状线（端视图）

图3.偏移条带线。具有不同层厚度的PCB的带状线的变体（端视图）

2、共面波导（地面）

共面波导在相邻RF线和其他信号线之间提供更好的隔离（端视图）。该介质由中间导体和两侧及以下的接地区域组成（图4）。

图4共面波导在相邻RF线和其他信号线之间提供更好的隔离

建议在共面波导的两侧安装通孔“栅栏”，如图5所示该俯视图提供了在中间导体每侧的顶部金属接地区域上安装一排接地过孔的示例。顶层引起的环路电流短路到下面的地平面。

图5.建议使用在共面波导的两侧安装一个通孔栅栏。

特性阻抗有多种计算工具可用于正确设置信号导线宽度以达到目标阻抗。但是，在输入电路板层的介电常数时应小心。典型的PCB外基板层包含小于内层的玻璃纤维组分，因此介电常数低。例如，FR4材料的介电常数通常为εR= 4.2，而外基板（预固化）层通常为εR= 3.8。以下示例仅供参考，其中金属厚度为1盎司铜（1.4密耳，0.036毫米）。

表1.特征阻抗示例

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3、传输线角落补偿

当传输线由于布线限制而需要弯曲（改变方向）时，使用的弯曲半径应至少为宽度的3倍中间导体。即：

弯曲半径≥3×（线宽）

这可以最大限度地减少角落的特征阻抗变化。

如果无法实现逐渐弯曲，则传输线可以弯曲成直角（不弯曲），参见图6.但是，必须进行补偿以减少由于增加而导致的阻抗跳变。通过弯曲点时的局部有效线宽。标准补偿方法是角度斜接，如下图所示。最好的微带直角倾斜由Douville和James公式给出：

在Douville和James的公式中，M是比率（％） ）斜接和非斜接的角落。该公式与介电常数无关，并且受w/h≥0.25的约束。

类似的方法可用于其他传输线。如果对正确的补偿方法存在任何不确定性，并且设计需要高性能传输线，则应使用电磁模拟器对角进行建模。

图6.如果无法逐渐弯曲，请以直角弯曲传输线

4、传输线的层更改

如果布局限制要求将传输线更改为对于不同的电路板层，建议每条传输线使用至少两个过孔，以最大限度地降低过电流感应负载。一对过孔有效地将传输电感降低了50％，并且应使用相当于传输线宽度的最大直径。例如，对于15密耳的微带线，通孔直径（抛光的镀层直径）应为15密耳至18密耳。如果不允许空间使用大过孔，请使用三个较小的过渡过孔。

5、< b>信号线隔离

必须注意防止信号线之间的意外耦合。以下是潜在耦合和预防措施的示例：

A.RF传输线：传输线之间的距离应该尽可能大，不应该长距离相互靠近。彼此间距越小，平行迹线距离越长，并行微带线之间的耦合越大。不同层上的迹线应具有接地区域以使它们分开。承载高功率的传输线应尽可能远离其他传输线。接地共面波导提供出色的线间隔离。将RF线路隔离在小于-45 dB的小型RF PCB上是不切实际的。

B高速数字信号线：这些信号线应独立放置在与RF信号线不同的板层上，以防止耦合。数字噪声（来自时钟，PLL等）耦合到RF信号线并调制到RF载波上。或者，在某些情况下，数字噪声被上转换/下转换。

C。VCC/电源线：这些电线应放在专用层上。应在主VCC分配节点和VCC分支上安装适当的去耦/旁路电容。必须根据RF IC的整体频率响应和由时钟和PLL引起的数字噪声的预期频率分布来选择旁路电容。这些走线也应与RF线隔离，这将产生较大的RF功率。

6、周围区域

如果第1层用于射频元件和传输线，建议在第2层使用实心（连续）接地层。对于带状线和偏移带状线，上下中间件需要接地区域导体。这些区域不得共享或分配给信号或电力网络，但必须分配到地面。有时受设计条件限制，层上的局部接地区域必须位于所有RF组件和传输线下方。接地区域不得在传输线下方断开。

应在PCB的RF部分的不同层之间放置大量接地过孔。这有助于防止接地电流环引起寄生接地电感的增加。 Vias还有助于防止PCB上的RF信号线与其他信号线交叉耦合。

7、电源和接地层的特殊注意事项

对于分配给系统电源（直流电源）和接地的电路板层，必须考虑组件的回路电流。一般原则是避免将信号线放置在电源层和地平面之间的电路板层上。

图7.不正确的电路板层分配：电源平面和地平面上的接地电流环之间有一个信号层。偏置线噪声耦合到信号层

图8.更好的电路板层分配：电源焊盘之间没有信号层接地垫

8、功率（偏置）走线和电源去耦

如果组件有多个电源连接，通常使用电源线的“星形”配置（图9）。在星形配置的“根”节点处安装较大的去耦电容（数十μF），并在每个支路上安装较小的电容器。这些小电容的值取决于RF IC的工作频率及其特定功能（各级和电源之间的去耦）。下图显示了一个示例。

图9.如果组件有多个电源连接，则电源接线可以是星形配置。

“星形”配置避免了相对于连接到同一电源网络的所有引脚串联连接的配置的长接地环路。长接地回路会导致寄生电感，并可能导致意外的反馈回路。电源去耦的一个关键考虑因素是直流电源连接必须电气定义为交流接地。