1. Layout注意事项
1.1. 参考地大而完整
大而完整的参考地是PCB射频性能的基础, 十分重要.双层板设计时, 应将底层作为参考地层.要做到参考地大而完整, 就要求双层板底层尽量不走线, 最好的效果是底层无任何走线, 如图 1-1和图 1-2.
图 1-1 |
图 1-2 |
图 1-3 |
注意: 地平面实在无法保证充分完整性时, 首要保障下面3点:
图 1-3 由于PCB面积小只能勉强做到上述三点.
1.2. 天线回流无阻隔
天线参考地尽快回流到芯片地, 所以在天线回流路径需要:距离最短、没有阻隔、连接良好.下面图中箭头为回流路径, 图 1-4和图 1-5都是优秀设计, 都做到了最短路径.
图 1-4 |
图 1-5 |
1.3. 电容靠近芯片引脚, 就近过孔、独立接地、回流无阻隔
芯片周围会有一些滤波电容, 这些电容的接地脚需要有单独过孔接至底层, 并保证回流到芯片地的路径上没有阻隔.
图1-6选中的4个(白色)电容布局不合理.其中, 上面三个电容GND脚共用1个过孔(紫色箭头)接至底层GND, 没有做到"独立过孔接地".下面电容虽然单独接地, 但是过孔距离较远, 延长了回流路径.上面两个电容的共性问题是他们接地铺铜被一条走线(蓝色)阻隔, 延长了回流路径.同时, 下面电容距离芯片引脚较远.
图 1-6 |
图 1-7 |
如图1-7为优秀设计, 图中4个电容均做到靠近芯片引脚, 就近过孔、独立接地、回流无阻隔.
1.4. RF信号通路走线短、宽、渐近线、无折线
下图做到了"宽"、"渐近线"、"无折线"原则.
芯片焊盘引脚宽:0.2mm;
0204电容焊盘宽:0.6mm;
铺铜挖空宽:0.9mm.
这三个的中心点保证在一条直线上.
图 1-8
图 1-9
1.5. RF信号通路远离高频(数字)信号、用铺铜做屏蔽
射频信号会被高频信号和数字信号干扰, 所以应尽量远离, 无法远离时要做好屏蔽.如图1-10和图1-11中心笔直走线为RF信号通路, 信号通路和干扰源之间有铺铜屏蔽, 且电容GND引脚皆远离RF就近打孔, 这是优设计.
图 1-10 |
图 1-11 |
图 1-12 |
1.6. 电容/电感的选择
电容/电感的选择, 如表 1-1.
引脚 |
VDD |
VDD12 |
RFP(串联) |
|---|---|---|---|
电容/电感选择 |
100nF |
NC |
1nH |
初次画板调试时, 建议晶振两侧, VDD及RF引脚上多放一个电容位置, 用来滤波或者调试天线的匹配电容, 如图1-12.
1.7. 芯片GNDpad处理
芯片GND pad表层设置铜箔cutout区域.Pad下打多个通孔, 便于焊接, 和芯片散热.具体如图1-13所示.
图 1-13 |
图 1-14 |
图 1-15 |
1.8. 晶振靠近芯片管脚
晶振尽量靠近芯片, 走线短, 就近打孔, 独立接地, 且走线尽量与天线垂直, 如图 1-14;空间足够的情况下, 也要保证绿色框内的TOP层铺铜, 如图 1-15.
1.9. 振荡器件远离天线
振荡器件如绕线电感, 会对天线性能产生影响.要尽量远离天线.
1.10. 各层天线区域净空
为避免金属元件对天线收发特性的干扰, 各层的天线区域要净空.
1.11. 其他
1.电源走线保证不小于20mil, GPIO引脚、信号走线不小于6mil;
2.TX和RX、SWDIO和SWCLK之间走线尽量留空地出来, 离其他GPIO走线远些.