浅谈：RF电路设计

做了多年的RF研发工作,在润欣科技从事RF芯片的支持工作也有7年之久,对于RF电路的设计经验,在这里和大家一起分享一下,希望以下浅谈的内容对做RF设计工作的工程师会有一点帮助,我们闲话少说,直接进入正题。

EVB板的参考设计让我们事半功倍

当我们设计上接触一个全新的RF芯片,要求我们能够快速的了解这颗芯片RF部分电路的性能指标及对外围器件的要求,还要快速的做好这部分的设计工作时,我们最首要需做的就是仔细阅读并理解芯片规格书和参考板的设计及注意事项,这对于我们第一版设计的成败起到很关键的作用,特别是有些RF芯片和RF外围的某些特定的RF器件(如外加PA LNA  BPF等)配合这一块尤为重要。

我们看下图RF电路的一个案例:

此电路是一个高性能RF芯片和集成的BALUN(上图黄色部分的IC)配合的一个电路,由于主芯片和BALUN之间没有匹配电路,所以这部分完全是通过RF走线的线宽线长及差分信号的阻抗控制来匹配,无法通过外围器件后期进行调试,所以对于差分部分的走线是有严格要求(如上图红色标识部分),走线及阻抗控制的好坏直接会影响到整个RF部分的后期调试指标的好坏,所以说设计初期对于RF芯片的EVB板的设计要求一定要参考,这样才能事半功倍。

RF电路布局要做到心里有数

在我们好多项目的设计过程中,设计成本会是我们设计过程中比较关注的一个重要部分,体现在我们RF电路部分的成本主要是在外围电路是用分离器件搭建还是用集成IC上,外围RF部分使用集成电路会比使用分离器件搭建成本上要高一些,所以在这里我们主要谈一下分离器件外围电路需要注意哪些事项。

下图是某设计中一个通路的部分电路:

由于外围都是使用电容电感搭建的电路,在我们板子尺寸要求越来越小的前提下,对于这部分电路的布局就显得比较重要。

1. RF部分器件尽量要放在同一层,尽量避免RF走线打孔到另外一面, 这样布板主要是降低因PCB板打孔造成的RF指标问题的风险。

2.考虑到RF走线铺地的完整性,如果大封装的器件无法保证,就尽量用小封装的器件,以便节约出来更多的空间做到铺地完整。

3.设计的电路如果存在WLAN、BLE、Zigbee多个电路,多路信号的相互干扰及共存要求我们在设计初期就要考虑走线布局,尽量做好布板走线及器件摆位留有安全距离,减少我们对产品后期性能不可控的要求。

控制好工艺让产品性能一步到位

电路设计前期所有的努力为的就是做出来的产品是一个合格的产品,对于RF产品来说,工艺控制显得尤为重要,具体简单以下几点:

1. PCB工艺, RF板对PCB板材及RF部分走线阻抗控制是有严格要求,RF走线阻抗50欧姆及差分阻抗100欧姆的要求需要和PCB板厂确认是否板厂能做到,尽量在有做过RF PCB板厂去打板。

2. 前期调试对于使用物料的品牌是有要求,调试物料和批量生产的物料品牌要一致。

3. 对于PCB供应厂家要求,前期研发打样及批量生产保证PCB厂家一致,如要导入多个PCB供应商,需要分别验证不同厂家提供PCB板的RF指标。

RF电路设计工作,是需要研发工程师有一个长期工作积累,没有捷径可寻,一个优秀的RF工程师,必须有着丰富的RF产品研发及调试经验。此文仅作为我工作中一些心得,还有更多的RF解决方案,可以直接关注润欣科技,润欣科技专注RF解决方案有很多年,与国内外众多大型企业都有合作,欢迎和大家一起交流。

好的产品出自于积累,好的设计也来源于积累,希望我们能够通过电子及网络平台交流我们在工作上积累的点点滴滴,让工作更简单,让产品更经典!