Trong thiết kế mạch RF, bố cục và định tuyến trực tiếp quyết định hiệu suất sản phẩm. Một thiết kế tốt không chỉ giảm nhiễu mà còn cải thiện độ ổn định. Hôm nay, tôi sẽ hướng dẫn bạn những yếu tố cốt lõi của thiết kế PCB RF, đảm bảo sản phẩm của bạn chiến thắng ngay từ đầu!

I. Kỹ thuật bố cục sản phẩm RF

1️⃣ Nguyên tắc bố cục tuyến tính: Trong cùng một khoang che chắn, tín hiệu RF chính phải được sắp xếp theo một đường thẳng, tuân theo hướng dòng tín hiệu. Hình chữ L có thể được sử dụng khi không gian bị hạn chế, nhưng nên tránh hình chữ U để ngăn chặn sự tự nhiễu của tín hiệu.
2️⃣ Khi nhiều kênh đối xứng hoàn hảo và có nhiều kênh thu hoặc phát, bố cục và định tuyến của mỗi kênh phải giống hệt nhau để đảm bảo tính nhất quán về pha và hiệu suất cân bằng.
3️⃣ Lên kế hoạch định tuyến tín hiệu trước. Xem xét mối quan hệ ghép nối giữa đường dẫn tín hiệu chính và các thành phần trong giai đoạn bố cục để tránh bị ép buộc vào định tuyến không hợp lý sau này.
4️⃣ Mẹo đặt cuộn cảm: Cuộn cảm phải được đặt vuông góc với các cuộn cảm liền kề để giảm nhiễu cảm ứng lẫn nhau.
5️⃣ Cách ly công suất cao và thấp: Bộ khuếch đại công suất cao (HPA) và bộ khuếch đại tiếng ồn thấp (LNA) phải được đặt cách xa nhau nhất có thể. Nếu không gian bị hạn chế, chúng có thể được đặt ở các mặt đối diện của PCB hoặc được thiết kế để hoạt động luân phiên.
6️⃣ Cách ly khoang: Các đơn vị tần số vô tuyến trong các mô-đun khác nhau phải được cách ly bằng các khoang, đặc biệt là giữa các mạch nhạy cảm và các nguồn bức xạ mạnh. Bộ khuếch đại đa tầng công suất cao cũng phải có từng tầng được cách ly.
7️⃣ Thiết kế khoang che chắn: Thiết kế các lỗ cố định kim loại hóa 3mm ở các góc của khoang để đảm bảo việc lắp đặt an toàn của vỏ che chắn.
8️⃣ Tối ưu hóa hình dạng khoang: Khoang che chắn phải có tỷ lệ khung hình lớn và tránh thiết kế hình vuông để giảm hiệu ứng cộng hưởng.

II. Các điểm chính về định tuyến tín hiệu RF
1️⃣ Kiểm soát trở kháng 50Ω: Trở kháng đặc tính thường được thiết kế cho 50Ω. Chiều rộng thường lớn hơn 15mil. Sử dụng tham chiếu giữa các lớp để đảm bảo độ ổn định trở kháng. Sử dụng các góc bo tròn thay vì các góc vuông bất cứ khi nào có thể.
2️⃣ Khoảng cách và Via hợp lý: Duy trì khoảng cách 2Ω (tối thiểu 1Ω) giữa liên kết RF và lá đồng tiếp đất. Khoảng cách via che chắn phải nhỏ hơn 1/20 bước sóng tín hiệu. Các miếng đệm linh kiện phải được thiết kế để kết nối đầy đủ.
3️⃣Thiết kế phân vùng: Tách biệt các mạch kỹ thuật số và tương tự để tránh nhiễu lẫn nhau. Định tuyến nguồn điện cũng phải được phân vùng; không chỉ sử dụng một mặt phẳng duy nhất.
4️⃣Tiếp đất trong các khu vực công suất cao: Một mặt phẳng tiếp đất hoàn chỉnh phải được duy trì trong các khu vực công suất cao, tốt nhất là không có via, để đảm bảo tản nhiệt và che chắn.
5️⃣ Cách ly đầu vào và đầu ra: Đầu ra RF phải được đặt cách xa đầu vào RF. Nên thêm che chắn nếu cần thiết để ngăn chặn nhiễu xuyên âm tín hiệu.
6️⃣Bảo vệ các tín hiệu nhạy cảm: Tín hiệu tương tự phải được đặt cách xa các tín hiệu kỹ thuật số và RF tốc độ cao để giảm thiểu nhiễu.

7️⃣ Mẹo xử lý lá đồng: Lá đồng phải nhẵn và phẳng, tránh các góc nhọn và dải mỏng. Thêm via dọc theo các cạnh của lá đồng nếu cần thiết.
8️⃣ Bảo vệ khu vực ăng-ten: Đặt ăng-ten ở khu vực thông thoáng trên tất cả các lớp, cách các mạch khác ít nhất 5mm.