PCB设计问题分析 =========================================== 问题说明 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 根据客户反应, 自己画的PCB板, 蓝牙只能在10米内连接, 超出10米便自动断开, PCB板如下图1-16~图1-18, 后面将根据PCB参考设计一步一步进行分析. +----------------------------------+----------------------------------+----------------------------------+ |.. figure:: ../_images/image16.png|.. figure:: ../_images/image17.png|.. figure:: ../_images/image18.png| | :alt: image16 | :alt: image17 | :alt: image18 | | :height: 300px | :height: 300px | :height: 300px | | :align: center | :align: center | :align: center | | | | | | 图 1-16 | 图 1-17 | 图 1-18 | +----------------------------------+----------------------------------+----------------------------------+ 参考地大而完整分析 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 参考地明显不完整, 被VDD33两条电源线隔开, 晶振回流受到阻碍, 晶振若从下方回流, 则对天线回流的影响增大, 如图 1-19. .. figure:: ../_images/image19.png :alt: image19 :height: 300px :align: center 图 1-19 天线回流无阻隔分析 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 勉强可以, 优秀的应该让回流达到最短, 天线回流如图 1-20. .. figure:: ../_images/image20.png :alt: image20 :height: 300px :align: center 图 1-20 电容靠近芯片引脚, 就近过孔、独立接地、回流无阻隔分析 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 如图 1-21: 1号框内电容可以离芯片再近一点, 过孔距离较远; 2号框内3个电容没有独立过孔, 且最下面一个电容的地会影响天线的隔离地, 可以考虑 将此电容垂直摆放, 地pad在上端. .. figure:: ../_images/image21.png :alt: image21 :height: 300px :align: center 图 1-21 RF信号通路走线短、宽、渐近线、无折线分析 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ RF走线如图 1-22: 1号框内走线未与芯片焊盘宽度一致, 且中心不在一条线上, 稍微偏上了; 2、3号框内走线也没有等宽. .. figure:: ../_images/image22.png :alt: image22 :height: 200px :align: center 图 1-22 RF铺铜如图 1-23: 1、2号框内明显不平整, 有折线; 3号框内PAD离RF太近了. 4号框内RF走线两侧明显没有等宽, 铺铜挖空中心不在RF走线中心上; .. figure:: ../_images/image23.png :alt: image23 :height: 200px :align: center 图 1-23 高频(数字)信号远离RF信号通路、用铺铜做屏蔽分析 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 如图 1-24: 1、3号框内高频信号都有被铺铜隔离; 2号框内电容的GND焊盘离天线太近, 建议垂直摆放, GND朝上. .. figure:: ../_images/image24.png :alt: image24 :height: 200px :align: center 图 1-24 电容/电感的选择分析 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 参考电容未按建议值选择. :ref:`建议使用参考设计推荐值`. 芯片GNDpad处理隔分析 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ GNDpad过孔合理, 建议将四个框内的pad引脚缩短, 以便于将芯片GND在TOP层就可以直接引出, 增加了芯片GND大而完整的特性, 如图 1-25. .. figure:: ../_images/image25.png :alt: image25 :height: 200px :align: center 图 1-25 晶振靠近芯片管脚分析 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 晶振靠近了芯片管脚, 但未与芯片管脚在合适的中心线上, 建议晶振往右移动, 走线垂直, 减少折线, 如图 1-26. .. figure:: ../_images/image26.png :alt: image26 :height: 200px :align: center 图 1-26 振荡器件远离天线分析 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 如图 1-27, DCDC电感在天线另一侧, 离天线较远, 摆放合理. .. figure:: ../_images/image27.png :alt: image27 :height: 200px :align: center 图 1-27 各层天线区域净空分析 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 如图 1-28, 框内未做到净空, 不合理. .. figure:: ../_images/image28.png :alt: image28 :height: 200px :align: center 图 1-28 其他分析 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 1. 走线宽度合理; 2. TX、RX之间可以考虑留空地出来, 如图 1-29. .. figure:: ../_images/image29.png :alt: image29 :height: 200px :align: center 图 1-29 3. Smith S11曲线测试不合理 如图 1-30和图 1-31, 问题如下: +----------------------------------+-----------------------------------+ |.. figure:: ../_images/image30.png|.. figure:: ../_images/image31.jpeg| | :alt: image30 | :alt: image31 | | :height: 300px | :height: 300px | | :align: center | :align: center | | | | | 图 1-30 | 图 1-31 | +----------------------------------+-----------------------------------+ 1) 1号点位置因该在2号点(2.40000GHz)和3号点(2.480000GHz)之间; 2) 2号点(2.40000GHz)和3号点(2.480000GHz)增益较差. PCB设计问题案列1 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 根据客户反馈, 设计的PCB RF性能差, 如下图, 简要分析如下: +----------------------------------+-----------------------------------+ |.. figure:: ../_images/image32.png|.. figure:: ../_images/image33.png | | :alt: image32 | :alt: image32 | | :height: 300px | :height: 300px | | :align: center | :align: center | | | | | 图 1-32 PCB | 图 1-33 SCH | +----------------------------------+-----------------------------------+ PCB: -------- .. line-block:: 1. RF-->GND RF回流地受到VDD的走线影响, 不能直接回流到芯片, 从两侧回流, 且回流路径较窄, 高频下会产生电容效应. 2. OSC-->GND 晶振地的铺铜接触不完整, 晶振地回流到芯片, 距离较远, 也会影响芯片性能. 3. Chip-->GND 芯片顶层附近未铺地铜, 应当在0-GND焊盘上多过几个孔. 4. RF--Polygon RF中轴线要直, 两侧铺铜要平整. 5. VDD33 VDD33走线经过RF下方, 导致RF地回流到芯片距离偏远. 6. RST 正常环境下, RST上放一个0.1uF电容即可. SCH: -------- 原理图主要元件参数未按手册设计, 参见 :ref:`datasheet参考设计 `