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射頻走線與地的那點事兒
文章來源: 更新時間:2015/5/29 9:27:00
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舉個例子來說吧。我們將對多層電路板進行射頻線仿真,為了更好的做出對比,將仿真的PCB分為表層鋪地前的和鋪地后的兩塊板分別進行仿真對比;表層未鋪地的PCB文件如下圖1所示(兩種線寬):

圖1a:線寬0.1016 mm的射頻線(表層鋪地前) 

圖1b:線寬0.35 mm的射頻線(表層鋪地前)

圖1:表層未鋪過地的PCB

 

首先將線寬不同的兩塊板(表層鋪地前)由ALLEGRO導(dǎo)入SIWAVE,在目標(biāo)線上加入50Ω端口。針對不同線寬0.1016mm和0.35mm, 我們的仿真結(jié)果如圖2所示,圖中顯示的曲線是S21,仿真頻率范圍為800MHz-1GHz。

圖2a:表層未鋪地的S21 (線寬0.1016mm)

 

圖2b:表層未鋪地的S21 (線寬0.35mm)

圖2:表層未鋪地的S21

由圖中可以看到,在800MHz-1GHz的范圍內(nèi),仿真的數(shù)據(jù)展示為小數(shù)點后一到兩位的數(shù)量級,0.35mm的損耗要比0.1016mm的線小一個數(shù)量 級,這是因為0.35mm的線寬在該板的層疊條件下其特征阻抗接近50Ω。 因此間接驗證了我們所做的阻抗計算(用線寬約束)是有一定作用的。

接下來我們做了表層鋪地后的同樣的仿真(800MHz-1GHz),導(dǎo)入的PCB文件如下圖。

圖3a:0.1016 mm的射頻線(表層鋪地)

 

圖3b:0.35 mm的射頻線(表層鋪地)

圖3:表層鋪過地后的PCB

 

仿真結(jié)果如下圖:

圖4a:表層鋪地后的S21 (0.1016mm)

 

圖4b:表層鋪地后的S21 (0.35mm)

圖4:表層鋪過地后的S21

由圖中看到,仿真的數(shù)據(jù)顯示,該傳輸線的線損已經(jīng)是1-2 dB的數(shù)量級了,當(dāng)然0.35 mm的損耗要明顯小于0.1016 mm的。另外一個明顯的現(xiàn)象是相對于未鋪地的仿真結(jié)果,隨著頻率由800MHz到1GHz的增加,損耗趨大。

我們可以從仿真的結(jié)果中得到這樣一個結(jié)果:

1.射頻走線最好按50歐姆走,可以減小線損;

2.表層的鋪地事實上是將一部分RF信號能量耦合到了地上,造成了一定的損耗。因此PCB表層的鋪地應(yīng)該有所講究。盡量遠離RF線。工程經(jīng)驗是大于1.5倍的線寬。

 
 
 
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