聊聊手機射頻layout
對於系統,電路,器件,指標等都多少說了一些,忽然想到還有部分工作對於RF是很重要的,那就是layout了。
其實剛入門的手機layout也知道,RF線都是最重要的,要立體包地,做好隔離。而這部分也就是射頻的發射和接收線。當然了,還有阻抗控制也是很重要的。這個幾乎都不是RF的範疇了,一般的layout都會走的很好,好的layout畫完板你都會覺得很鬱悶,根本不給我們發揮的機會啊,線走的那叫一個漂亮。現在各個平臺和技術都很成熟了,所以走線保證沒問題,後期基本也不會有什麼大的問題了。
閒來無事,那我們就慢慢聊聊吧。最簡單的分法,就是發射和接收。發射還好了,就是控制好線的阻抗,保護相對來講不如接收那麼重要,保證阻抗保證短的線長,也就是最小的損耗,損耗太大,功耗就不好調了。如果再選了一些餘量本來就不大的PA,那麼你就有的調了,PA在大功率時的效能要比小訊號差多了,調起來很頭疼。像PA飽和功率上不去會導致很多問題,如PVT,輸出譜,如2G的調製譜,3G的ALCR,SEM還有ILPC。而且在計算阻抗的時候,最後用共面波導的模型,能保證更精確的結果。共面波導模型在射頻線和地的距離比較大的時候才近似微帶模型。但是現在有些射頻線連1倍線寬都滿足不了,所以微帶模型就不準確了。此外有兩點需要主要,就是要保證阻抗和地的連續性,阻抗的連續性就是要求線寬和線與地的距離需要保證不變,儘量減少過孔,過孔處有阻抗變換導致損耗的增加。還有射頻線下的地是它的主要回流路徑,不要在下面加些地孔,這樣並不會比在射頻線旁邊打地孔好。此外就是能走粗點就別走細的,同樣的特性阻抗粗的損耗小嘛。大家都知道接收線走的都是非常小的射頻訊號,這些線要儘量遠離有干擾的地方,比如各種電和數字訊號時鐘之類。接收線的立體包就是很重要的,和發射線的隔離也是非常有必要的,反正就是各種包地,儘量多的地孔。尤其是像是SAW,diplexer都要做好接地。3G雙工接地不好靈敏度出問題大家都知道很麻煩吧。
查完射頻收發的走線,就是再就看看PA,PA就是一定要保證接好地。PA的控制線一般走走就行,比如MOD,EN這些。2G VRAMP,稍微注意下,一般也不會有啥問題。供電線儘量粗點,走線先進大電容後進小電容。有些PA有耦合埠,某些平臺做閉環功率用的,不用的時候空著,接50歐姆,接地都沒啥大區別。就沒其他的了。開關也沒啥特殊需要注意的,反正注意接地就行了。查完這些就看看時鐘,時鐘是個很強的干擾源,反正一般情況大家把系統時鐘都走的很好,一路立體包地,大孔也都在每層都包好。這些完了就去看看數字IQ,反正一堆線,都一起走在內層,DIGRF的介面抗擾力也不錯,不容易出問題,別走的太差。Transceiver 這部分還剩下供電了吧,不同功能模組的電及電的地都分開點(這裡再加一句,訊號完整性分析裡的一句話非常重要,就是沒有地這個說法,我們所說的地就是有用訊號的迴流路徑,如果我們把所謂的地,就是把這個迴流路徑同訊號線同樣的重視,那麼layout上就很難出問題了。所以說回來你把這些“地”都分開,是不是很有必要呢?),比如是數字還是模擬,模擬的是發射的還是接收的,比較抗干擾的還是怕干擾的。比如發射的PRE-PA供電,內部LNA的供電,肯定LNA的供電要更小心把,線寬肯定是PRE-PA更寬點吧。PLL的供電及接地你要稍微像保護時鐘一樣注意下吧。內部ADC,DAC的供電也別太馬虎吧。這裡多說一句,這個就像庖丁解牛,目無全牛。你把transceiver 就看分立的器件,那麼既簡化了電路,又對各部分的layout有了比較明確的概念,該怎麼走也就清楚了。當然,前提是你對每個模組都有點了解。類比電路的收發,供電,接地。數字介面,控制介面,大家都查完了,那麼基本的功能肯定是沒問題了。
又想到一個比較重要的問題,我就加在後面了。對於多個PA,Transceiver,電源過來的線都要走成星型,其實很多模組的對供電的要求都是這樣的,大家都不喜歡“二手電”,呵呵。我記得還有一個晶片,內部的PRE-PA是兩級,同一個LDO供電,但是這個供電不是串接在這兩個電源上的,而是從一個點分成兩段,分別給這兩部分電路供電。這兩部分電路相似度算是非常高的,但是還是需要星型走線,那麼其他部分大家就更應該注意了吧。當然,還有一個方面是防止放大電路的自激,不過請領會我的精神,主要是讓大家注意星型走線。
感覺現在layout上出的問題越來越少了,歸根結底還是技術越來越成熟了,說了這麼多,大多都是基礎的東西,layout本來也就這些基本的規則。當然,如果想深究的話,會有很多可以更細緻的地方,但是我覺得實際中也用不到,實在有興趣找本SI的書研究下也好。其實難的地方就是在這些規則衝突的時候,你怎麼去平衡,怎麼去評估風險。畢竟現在手機越來越薄,板子越來越小,層越來越少…不過做過幾個專案之後你心裡也會有個大概了,希望我噼裡啪啦打的這些對你能有所幫助,如果覺得哪部分需要繼續討論,可以留言,我們可以深入的討論下。那就先到這裡,收工!
喜歡的就幫我頂下,別那麼懶,看的人少我就懶得寫了。