高頻無(wú)線收發(fā)模塊實(shí)戰(zhàn)設(shè)計(jì)講解

高頻無(wú)線收發(fā)模塊的應(yīng)用和RF電路設(shè)計(jì)中的很多方法都是我司工程技術(shù)人員長(zhǎng)期實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)積累，它們?cè)诮炭茣?shū)上是很難見(jiàn)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(jì)，我們將逐一分析并解釋?zhuān)? 

   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(huì)使事情變得復(fù)雜，很多用戶(hù)都會(huì)有這樣的經(jīng)歷，購(gòu)買(mǎi)時(shí)在我公司本部測(cè)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(shí)情況就不理想或非常糟糕。這是因?yàn)?a target="_blank">數(shù)字信號(hào)線的電平通常會(huì)在地電壓和電源電壓之間擺動(dòng)。

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

如上所述，數(shù)字信號(hào)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(hào)布線鄰近敏感的模擬信號(hào)，高頻諧波可能會(huì)耦合過(guò)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(hào)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(hào)有幾伏的擺幅，數(shù)字電路對(duì)于電源噪聲(<50mV)一般可以接受。而RF電路對(duì)于電源噪聲卻相當(dāng)敏感，尤其是對(duì)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(dòng)布線。同時(shí)也應(yīng)注意到，微控制器（或其它數(shù)字電路）會(huì)在每個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘周期短時(shí)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(wú)線收發(fā)模塊中各種接收模塊和FSK發(fā)射模塊對(duì)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(wú)法工作。

  5、天線對(duì)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(cè)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(hào)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(gè)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(hào)層的層上（如元件面的下一層）。

另一個(gè)好方法是將信號(hào)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(guò)多個(gè)過(guò)孔與主地線層面連接。請(qǐng)注意由于旁邊接地點(diǎn)的存在引起電感的特性改變。

對(duì)于所有的高頻無(wú)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(shí)最終調(diào)諧天線是很重要的。同時(shí)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。