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高頻電路板的線路設計工藝

2014年11月25日10:49 龔愛清

對于高頻線路,走線的合理性直接影響到電路的性能。在高頻電路板線路的設計中(尤其對10MHz以上的頻率),為了能夠得到應有的高頻電路特性,必須注意以下幾點:
  
  1、地的高頻阻抗值。
  2、走線所產生的電感成分。
  3、電路間的高頻偶合。
  
  一、應盡量將地的高頻阻抗值降低
  
  在低頻電路中常采用一點接地,使各接地點成為同電位。在高頻電路中也同樣必須使電路的各接地點電位相同。
  
  但是在高頻電路中往往由于走線較長,要達到一點接地較為困難。因此,如何使地的阻抗值降低,使各接地點的電位盡量相同,是相當重要的。
 

上圖所示電路的接地對于低頻電路不會有問題。但對于高頻電路而言,由于接地線有電感成分,其阻抗XL=2πfL,頻率愈高此一阻抗值也愈高,使得圖l 各接地點無法成為同電位。在高頻電路中常使用銅箔來做成大面積接地方式如下圖所示,此種大面積接地對于低頻電路而言,相當于在接地的各處形成回路,較容易產生電磁感應。但對于高頻電路而言,則由于接地面積愈廣電感量成分愈小,電路的各接地點較易成為高頻率之同電位。

  二、應將走線所產生的電感成分極力降低
  
  在高頻電路中,連接各元件的走線具有電感量成分。配線愈長電感量成分愈高,會使頻率特性惡化(由感成分和雜散電容形成低通濾波器),也可能發生振蕩(由于電感成分使相位偏離)。
  
  因此,原則上走線要粗短,元件的排布要按此原則進行。且插腳式晶體管、電阻、電容等元件的端子具有電感成分,當頻率很高時不可以忽略不計。因此,元件的端子也應該盡量縮短。最好在高頻電路中采用貼片元件以減少元件端子的電感量。
  
  例如上圖所示電路,在高頻電路的元件布置時,應采用下圖的布置方法。
  
  將Cl(電源的去耦合電容)盡量布置在靠近負載電阻(330Ω)的旁邊。C2為射極旁路電容,也應盡量裝配在靠近晶體管的射極旁邊。

三、防止電路間的高頻耦合
  
  信號頻率愈高、濾長愈短,便愈容易成為電磁波發射到空中。因此,對于幾十MHz上的信號,大多應采用銅片或鍍錫鐵片將電路全體隔離,以防止電路內部和外部高頻的耦合。在同一電路內,為了防止電路內部的耦合,也可采用隔離方式處理,并將隔離罩接地,亦可降低接地地阻抗。另外,在電源供給線上串連電感或磁環,并可加入貫穿電容,以防止高頻經電源線耦合。
  
  以上幾點在走線中必須注意,才能得到應有的高頻特性。

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