PCB電磁兼容性無線通信論文

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1無線通信模塊的pcb設(shè)計

在射頻電路設(shè)計中，PCB的設(shè)計決定了電路是否能正常運行，設(shè)計過程中要注意信號完整性的一些其他的約束規(guī)則。由于模塊對體積有嚴(yán)格的要求，所以必須采用高密度的PCB設(shè)計。可將表面貼裝技術(shù)和板載芯片技術(shù)運用到PCB設(shè)計中。這種設(shè)計方法會造成元器件之間的干擾更加強(qiáng)烈，引發(fā)信號完整性問題，更甚于導(dǎo)致電路工作無法正常進(jìn)行。所以設(shè)計PCB時，必須盡早的考慮好電磁兼容性問題，合理設(shè)計方案。

1.1PCB板材選擇

在PCB設(shè)計過程中，一般會采用成本低、性能好的FR4，通常情況下，F(xiàn)R4在UHF頻段的損耗角為0.02?；谶@樣的情況，如若對電路的精度和耗損有較高的要求，那么就必須將這種誤差和損耗考慮進(jìn)來。板材中重要性能之一的介電常數(shù)對電路的阻抗和信號傳輸率都會產(chǎn)生影響，是聯(lián)系整個設(shè)計過程的重要參數(shù)。

1.2布線層數(shù)

多次電路板對PCB電磁兼容性問題有一定的解決作用，采用多層電路板設(shè)計法能夠使布線更為簡便，還能降低電源、低頻，地平面間噪聲電壓，進(jìn)而有效降低磁干擾的目的。解放布線空間，有利于設(shè)計人員合理的劃分區(qū)間，解決信號完整性問題。由此可見布線層數(shù)對PCB設(shè)計有重要的作用，同時采用PCB層數(shù)還必須堅持兩個設(shè)計原則：

（1）電源平面和地面層位置。相鄰的電源平面層和地面層能夠通過銅箔之間的雜散電容取得更好的高頻電源解耦效果，并且還會隨著介質(zhì)介電常數(shù)的提高而不斷增強(qiáng)。

（2）信號層應(yīng)該和電源平面層或者地面層靠近，以此減少信號環(huán)路的面積。高速時鐘信號線應(yīng)該和地面層相鄰。根據(jù)兩個設(shè)計原則和對上述布線密度的估計，可以明確PCB的層數(shù)和分布設(shè)計。在確定信號分布線層和電源平面層時，還要考慮到：功能要求、噪聲抖動、信號分類隔離、需要設(shè)計的布線數(shù)量、阻抗控制、大規(guī)模集成電路元件密度以及總線路由等因素。按照上述分析，根據(jù)模塊體積的要求，可以明確得出采用四層板布線方式。頂層與底層作為信號布線場所，基于CC2530的無線通信模塊布線層。

1.3PCB接地設(shè)計

接地設(shè)計是PCB設(shè)計過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須盡可能早的制定好接地方案，這樣做有利于后期的設(shè)計工作順利進(jìn)行，在設(shè)計射頻電路的PCB過程中，接地方案的好壞直接影響到了整個設(shè)計的效果。地線亦可以稱之為返回路徑，容易造成電磁干擾，主要是因為電流流經(jīng)返回路徑時因阻抗作用產(chǎn)生了電壓，多個電路一起返回的路徑時產(chǎn)生成公共阻抗耦合。在高速電路中，要高度重視傳輸線的寄生電感，如果返回路徑設(shè)計不合理會造成電路引入反饋進(jìn)而導(dǎo)致其工作無法正常進(jìn)行。射頻電路PCB的設(shè)計優(yōu)劣在于能否科學(xué)合理的布局布線，以此降低輻射能力同時提高抗干擾性能。

1.4PCB的實現(xiàn)

通過上述分析簡述，在全面考慮到電磁兼容性情況下，明確了需要設(shè)計的無線通信模塊PCB的層數(shù)、分布和傳輸線阻抗匹配狀況以及天線設(shè)計和PCB底線設(shè)計等最終完成了無線通信模塊的PCB設(shè)計。PCB設(shè)計完成后的實際生產(chǎn)過程中，因為無法按照預(yù)想設(shè)定介電常數(shù)和介質(zhì)高度等參數(shù)，造成了與現(xiàn)實的偏差，所有參數(shù)的變化尤其重要，必須時刻注意，及時對參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

2結(jié)束語

總之，本文以PCB的電磁兼容性為出發(fā)點，概述了PCB電磁兼容性問題中最突出的信號完整性問題，對通信PCB設(shè)計進(jìn)行分析研究，最終明確了其合理性。無線通信要做到高效、可靠、環(huán)保，很大程度上依賴PCB的電磁兼容設(shè)計。由此可知要解決無線通信PCB的兼容問題，必須做好無線通信的PCB設(shè)計工作。

作者：許其吉 單位：廣州海格通信集團(tuán)股份有限公司