用于 2.4GHz...双层 FR-4 PCB 的 50 ohms RF 走线设计

电器工程 射频 pcb设计 布局 无线上网
2022-01-15 20:31:46

我将在我的新项目中使用 2.4GHz 收发器。PCB 材料为 1.6mm 厚的 FR-4,连接器为 SMA。我怀疑应该具有 50 欧姆阻抗的射频迹线。使用 AppCAD 4.0,输入下面显示的参数,我得到了 50 欧姆的结果,从 RF 走线到 GND 的 Width = 45mils 和 Gap = 8 mils。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)是否适合您?

我还能做些什么来改进我的布局?问候。

应用程序 底层 顶层 在此处输入图像描述

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编辑:这是我的最终布局...... 在此处输入图像描述

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3个回答

您的计算检查了给定值,但请记住,FR-4 的介电常数不受严格控制,制造商之间的介电常数可能在 4.35 和 4.7 之间变化 [1]。由于您的走线长度很短,因此这种变化不会产生很大的影响(您可以尝试计算器中的值)。对于要求更高的应用,可以使用特殊的高频 PCB 材料(例如:Rogers RO4000 [2]),但它们的生产成本要高得多。

禁用 RF 连接器的 GND 引脚孔周围的散热可能是有益的。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,从而提高信号完整性。

如果您使用共面波导,则导体下方和侧面的铜浇注必须相互强烈参考。这意味着沿着导体的两侧放置通孔以将顶部和底部平面“缝合”在一起,以将其与接地连接包围起来。这在[3]中进行了讨论。

建议的过孔之间的缝合距离最多应为 λ/4,以 λ/10 为最佳值。对于 2.4GHz,这会导致最大 3.12cm 的过孔距离,建议使用 1.25cm。因此,对于更长的走线长度和更高的频率,缝合变得比在这种情况下使用非常短的走线长度更重要。

[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]选择用于屏蔽和拼接的过孔尺寸

对于这么短的距离(在波长的 1/8 以下),阻抗要求要宽松得多,所以在这个前提下它非常合适,并且与我自己的计算器对齐。

至于布局,我不能特别挑剔它,你在它和附近的其他信号之间保持了良好的分离,你在信号地旁边有过孔,所以对面平面上的返回电流没有大的弯路,你已经用地平面过孔很好地和真正地用霰弹枪炸毁了你的电路板。

我唯一需要做的就是找出去耦电容器的位置,为此,去耦帽应该尽可能靠近引脚,最好与芯片位于同一侧,其走线位于电路板的同一侧。如果是中间左边的一对,我至少会绕着底部的一对旋转,并可能稍微移动一下,以使它们与芯片的连接尽可能短。

对于其他人所说的,我会补充说,

  • 您可能不想让接地填充隔直电容器的焊盘之间。这可能会导致对地电容过大,并降低射频输入的回波损耗。

  • 您可能希望将射频连接器移得更远一些,这样隔直电容就不必直接位于其下方。您需要在连接器的接地腿周围留出相当多的空间,以允许选择性波峰焊,或者让一个大肥铁伸入那里(现在您已经移除了散热装置,更是如此)。