用于2.4GHz的50欧姆射频走线的设计…双层FR-4 PCB


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我将在新项目中使用2.4GHz收发器。PCB材料为FR-4,厚度为1.6mm,连接器为SMA。我的疑问是应该具有50欧姆阻抗的RF走线。使用AppCAD 4.0,输入下面显示的参数,从RF迹线到GND的Width = 45mils和Gap = 8 mils,我得到了50欧姆的结果。我在在线计算器上也得到了几乎相同的结果。这种组合(45/8密耳)对您来说合适吗?

我还能做些什么来改善布局?问候。

AppCad 底层 顶层 在此处输入图片说明

透明视图: 透明视图

编辑:这是我的最终布局... 在此处输入图片说明

编辑:较新... 在此处输入图片说明


我同意@Elmardus,请尝试避免接地引脚的散热。
aparna

Answers:


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您的计算会检查出给定的值,但要记住,FR-4的介电常数不受严格控制,制造商之间可能在4.35和4.7之间变化[1]。由于您的走线长度非常短,因此这种变化不会产生很大的影响(您可以在计算器中尝试这些值)。对于更苛刻的应用,可以使用特殊的高频PCB材料(例如:Rogers RO4000 [2]),但是它们的生产成本要高得多。

禁用RF连接器GND引脚孔周围的热量可能是有益的。通过牢固的接地连接,可以减少返回电流路径中的寄生电感,从而可以改善信号完整性。

如果使用共面波导,则在导体下方和侧面注入的铜必须相互严格参照。这意味着将过孔沿着导体的两侧“缝合”顶面和底面在一起,以通过接地连接将其围绕。这在[3]中讨论。

建议的过孔之间的缝合距离最多应为λ/ 4,以λ/ 10为最佳。对于2.4GHz,这将导致最大过孔距离为3.12cm,建议使用1.25cm。因此,对于更长的走线长度和更高的频率,缝合比在非常短的走线长度下更重要。

[1] https://en.wikipedia.org/wiki/FR-4参见:介电常数介电常数

[2] https://www.rogerscorp.com/documents/726/acs/RO4000-LaminatesData-sheet.pdf

[3] 选择用于屏蔽和缝合的过孔尺寸


当您说“禁用RF连接器的GND引脚孔周围的热量可能是有益的。通过牢固的接地连接,您可以减少返回电流路径中的寄生电感,这将改善信号的完整性。”,您想说的是使用SMA直接连接到地面而不是散热,对吗?而且我还将添加更多的过孔。感谢您的回答
-abomin3v3l

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对,就是这样。散热装置可以使焊接变得容易一些,尤其是当您将较大的接地板连接到引脚和/或功率不足的烙铁时。但是,如果可以避免使用散热片,而直接使用接地连接,则可以改善电路的信号完整性和EMC性能。在更高的频率(> 10GHz)下,使用直接连接代替散热片可能是必不可少的,因为连接到过孔的“辐条”具有高电感,使其无法传导高频,从而使过孔变得无用。
Elmardus

好的,谢谢您的注意。我将其应用于布局。
abomin3v3l

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对于这么短的距离(小于波长的1/8),阻抗要求变得宽松得多,因此在此前提下,阻抗要求不那么合适,并与我自己的计算器对齐。

至于布局,我不能特别挑剔,它与其他附近的信号之间要保持良好的间隔,信号接地线旁边有过孔,因此另一侧平面上的返回电流不会有较大的tour回,您会用shot弹枪将地面通孔炸毁。

我唯一要做的就是找出去耦电容器的位置,为此,去耦电容应尽可能地靠近引脚,最好与芯片在同一侧,走线在电路板的同一侧。如果是左中角的那对,我将至少绕着底部旋转,并可能将它们稍微移动一点,以使它们与芯片的连接尽可能短。


那么45密耳/ 8密耳的组合对您来说合适吗?好吧,我将尝试将电容器放置在靠近芯片的位置。谢谢
abomin3v3l

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土星PCB工具箱的当前间距为50.5欧姆,要花48/8来弥补,但它已经完全在误差范围之内,因此您不必更改它。
重新路由

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除了其他人所说的,我会补充说,

  • 您可能不想让接地填入隔直电容的焊盘之间。这可能会导致接地电容过大,并降低RF输入的回波损耗。

  • 您可能需要将RF连接器移得更远,以使阻塞电容器不必直接位于其下方。您需要在连接器的接地脚周围留出相当大的空间,以便进行选择性波峰焊,或将大号肥铁伸入其中(现在,您已经卸下了散热装置,所以更多)。


谢谢你的记录 我已经去除了电容器焊盘之间的铜,但是我不能再扩大电路板的尺寸了。编辑时的最新最后版面
abomin3v3l
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