高頻電路中，電源所帶有的噪聲對(duì)高頻信號(hào)影響尤為明顯。因此，首先要求電源是低噪聲的。在這里，干凈的地和干凈的電源同樣重要，為什么呢？電源特性如圖1所示。很明顯，電源是具有一定阻抗的，并且阻抗是分布在整個(gè)電源上的，因此，噪聲也會(huì)疊加在電源上。那么我們就應(yīng)該盡可能地減小電源的阻抗，所以最好要有專有的電源層和接地層。在高頻電路設(shè)計(jì)中，電源以層的形式設(shè)計(jì)，在大多數(shù)情況下都比以總線的形式設(shè)計(jì)要好得多，這樣回路總可以沿著阻抗最小的路徑走。此外電源板還得為PCB上所有產(chǎn)生和接受的信號(hào)提供一個(gè)信號(hào)回路，這樣可以最小化信號(hào)回路，從而減小噪聲，這點(diǎn)常常為低頻電路設(shè)計(jì)人員所忽視。

 

圖1 電源特性

 

 

(1)注意板上通孔:通孔使得電源層上需要刻蝕開(kāi)口以留出空間給通孔通過(guò)。而如果電源層開(kāi)口過(guò)大，勢(shì)必影響信號(hào)回路，信號(hào)被迫繞開(kāi)，回路面積增大，噪聲加大。同時(shí)如果一些信號(hào)線都集中在開(kāi)口附近，共用這一段回路，公共阻抗將引發(fā)串?dāng)_。如圖2所示。

 

圖2 旁路信號(hào)回路的公共路徑

 

(2)連接線需要足夠多的地線:每一信號(hào)需要有自己的專有的信號(hào)回路,而且信號(hào)和回路的環(huán)路面積盡可能小,也就是說(shuō)信號(hào)與回路要并行。

 

(3)模擬與數(shù)字電源的電源要分開(kāi):高頻器件一般對(duì)數(shù)字噪音非常敏感，所以兩者要分開(kāi)，在電源的入口處接在一起，若信號(hào)要跨越模擬和數(shù)字兩部分的話，可以在信號(hào)跨越處放置一條回路以減小環(huán)路面積。用于信號(hào)回路的數(shù)模間的跨越如圖3 所示。

 

 

圖3 用于信號(hào)回路的數(shù)模間的跨越

 

(4)避免分開(kāi)的電源在不同層間重疊:否則電路噪聲很容易通過(guò)寄生電容耦合過(guò)去。

 

(5)隔離敏感元件:如PLL。

 

(6)放置電源線:為減小信號(hào)回路,通過(guò)放置電源線在信號(hào)線邊上來(lái)實(shí)現(xiàn)減小噪聲,如圖4所示。

 

圖4 信號(hào)線邊上放置電源線

 

 

在PCB中只可能出現(xiàn)兩種傳輸線：帶狀線和微波線，傳輸線最大的問(wèn)題就是反射，反射會(huì)引發(fā)出很多問(wèn)題，例如負(fù)載信號(hào)將是原信號(hào)與回波信號(hào)的疊加，增加信號(hào)分析的難度；反射會(huì)引起回波損耗（回?fù)p），其對(duì)信號(hào)產(chǎn)生的影響與加性噪聲干擾產(chǎn)生的影響同樣嚴(yán)重：

 

(1)信號(hào)反射回信號(hào)源會(huì)增加系統(tǒng)噪聲,使接收機(jī)更加難以將噪聲和信號(hào)區(qū)分開(kāi)來(lái)；

 

(2)任何反射信號(hào)基本上都會(huì)使信號(hào)質(zhì)量降低,都會(huì)使輸入信號(hào)形狀上發(fā)生變化。大原則上來(lái)說(shuō)，解決的辦法主要是阻抗匹配(例如互連阻抗應(yīng)與系統(tǒng)的阻抗非常匹配)但有時(shí)候阻抗的計(jì)算比較麻煩，可以參考一些傳輸線阻抗的計(jì)算軟件。

 

 

(a)避免傳輸線的阻抗不連續(xù)性。阻抗不連續(xù)的點(diǎn)就是傳輸線突變的點(diǎn)，如直拐角、過(guò)孔等，應(yīng)盡量避免。方法有：避免走線的直拐角，盡可能走45°角或者弧線，大彎角也可以；盡可能少用過(guò)孔，因?yàn)槊總€(gè)過(guò)孔都是阻抗不連續(xù)點(diǎn)，如圖5所示；外層信號(hào)避免通過(guò)內(nèi)層，反之亦然。

 

圖5 消除傳輸線干擾的方法

 

(b)不要用樁線。因?yàn)槿魏螛毒€都是噪聲源。如果樁線短，可在傳輸線的末端端接就可以了；如果樁線長(zhǎng)，會(huì)以主傳輸線為源，產(chǎn)生很大的反射，使問(wèn)題復(fù)雜化，建議不要使用。

 

 

(1)公共阻抗耦合:是一種常見(jiàn)的耦合通道即干擾源和被干擾設(shè)備往往共用某些導(dǎo)體(例如回路電源、總線、公共接地等)，如圖6所示。

 

圖6 公共阻抗耦合

 

在該通道上,Ic的下降回在串聯(lián)的電流回路中引起共模電壓,影響接收機(jī)。

 

(2)場(chǎng)共模耦合將引起輻射源在由被干擾電路形成的環(huán)路和公共參考面上引起共模電壓。如果磁場(chǎng)占主要地位，在串聯(lián)地回路中產(chǎn)生的共模電壓的值是Vcm=-(△B/△t)*面積(式中的△B=磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化量)如果是電磁場(chǎng)，已知它的電場(chǎng)值時(shí)，其感應(yīng)電壓：Vcm=(L*h*F*E)/48,公式適用于L(m)=150MHz以下,超過(guò)這個(gè)限制，最大感應(yīng)電壓的計(jì)算可簡(jiǎn)化為：Vcm=2*h*E。

 

(3)差模場(chǎng)耦合:指直接的輻射被導(dǎo)線對(duì)或電路板上的引線及其回路所感應(yīng)接收.如果盡量靠近兩根導(dǎo)線。這種耦合會(huì)**減小，所以可以將兩根導(dǎo)線絞在一起來(lái)減小干擾。

 

(4)線間耦合(串?dāng)_)可以使任何線等于并聯(lián)電路間發(fā)生不希望有的耦合，嚴(yán)重的將**損害系統(tǒng)的性能。其種類可分為容性串?dāng)_和感性串?dāng)_。前者是因?yàn)榫€間的寄生電容使得噪聲源上的噪聲通過(guò)電流的注入耦合到噪聲接收線上；后者可以被想象成信號(hào)在一個(gè)不希望有的寄生變壓器初次級(jí)間的耦合。感性串?dāng)_的大小取決于兩個(gè)環(huán)路的靠近程度和環(huán)路面積的大小，及所影響的負(fù)載的阻抗。

 

(5)電源線耦合:是指交流或直流電源線受到電磁干擾后，電源線又將這些干擾

 

傳輸?shù)狡渌O(shè)備上。

 

 

兩種串?dāng)_的大小均隨負(fù)載阻抗的增大而增大，所以應(yīng)對(duì)由串?dāng)_引起的干擾敏感的信號(hào)線進(jìn)行適當(dāng)?shù)亩私印?/div>