高頻無線收發(fā)模塊實(shí)戰(zhàn)設(shè)計講解

高頻無線收發(fā)模塊的應(yīng)用和RF電路設(shè)計中的很多方法都是我司工程技術(shù)人員長期實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)積累，它們在教科書上是很難見到的，您可能有更好的方法，希望能共同探討。以下就高頻數(shù)傳模塊的一些設(shè)計，我們將逐一分析并解釋：
 

   1、數(shù)字電路與RF電路的潛在矛盾

RF模塊和數(shù)字（微控制器）電路可能各自工作良好，但是一旦將兩者放在同一塊電路板并用同一電源供電就有可能會使事情變得復(fù)雜，很多用戶都會有這樣的經(jīng)歷，購買時在我公司本部測試非常正常，通訊（遙控）距離很遠(yuǎn)，但和自己的電路放到一起時情況就不理想或非常糟糕。這是因?yàn)?a target="_blank">數(shù)字信號線的電平通常會在地電壓和電源電壓之間擺動。

2、RF電路和數(shù)字電路做在同塊PCB上時的常見問題
  不能充分的隔離敏感線路和噪聲信號線是常常出現(xiàn)的問題。

如上所述，數(shù)字信號具有高的擺幅并包含大量高頻諧波。如果PCB板上的數(shù)字信號布線鄰近敏感的模擬信號，高頻諧波可能會耦合過去。RF器件的最敏感節(jié)點(diǎn)通常為鎖相環(huán)(PLL)的環(huán)路濾波電路，外接的壓控振蕩器(VCO)電感，晶振基準(zhǔn)信號和天線端子，電路的這些部分應(yīng)該特別仔細(xì)處理。

3、供電電源噪聲和工作電壓
  由于輸入／輸出信號有幾伏的擺幅，數(shù)字電路對于電源噪聲(<50mV)一般可以接受。而RF電路對于電源噪聲卻相當(dāng)敏感，尤其是對毛刺電壓和其它高頻諧波。

  因此，在包含RF(或其它模擬）電路的PCB板上的電源線布線必須比在普通數(shù)字電路板上布線更加仔細(xì)，應(yīng)避免采用自動布線。同時也應(yīng)注意到，微控制器（或其它數(shù)字電路）會在每個內(nèi)部時鐘周期短時間突然吸入大部分電流。工作電壓的選取也直接影響到RF電路正常工作與否，高頻無線收發(fā)模塊中各種接收模塊和FSK發(fā)射模塊對工作電壓要求比較嚴(yán)，偏離正常的工作電壓都將改變電路的工作點(diǎn)使之特性變壞甚至無法工作。

  5、天線對其它模擬和數(shù)字部分的輻射

在包含射頻和其它部分的電路中這一點(diǎn)經(jīng)常被忽略。除了RF部分，板上通常還有其它模擬和數(shù)字電路。例如，許多微控制器內(nèi)置模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)用于測量模擬輸入，電池電壓或其它參數(shù)。

在表面貼裝的PCB上（SMT工藝），所有信號布線在元件安裝面的同一面，地線層則在其反面。理想的地線層應(yīng)覆蓋整個PCB(除了天線PCB下方）。如果采用兩層以上的PCB，地線層應(yīng)放置在鄰近信號層的層上（如元件面的下一層）。

另一個好方法是將信號布線層的空余部分也用地線平面填充。這些地線平面必須通過多個過孔與主地線層面連接。請注意由于旁邊接地點(diǎn)的存在引起電感的特性改變。

對于所有的高頻無線收發(fā)模塊各種天線都要注意這一事實(shí)，電路板的外殼（外圍包裝）也可能影響天線調(diào)諧，因此將天線安裝在外殼時最終調(diào)諧天線是很重要的。同時應(yīng)注意去除天線面積處的地線層面，否則天線不能有效工作。