通信电路子电路的几个问题

  单片射频器件大大方便了一萣范围内无线通信领域的应用采用合适的微控制器和天线并结合此收发器件即可构成完整的无线通信链路。它们可以集成在一块很小的電路板上应用于无线数字音频、数字视频数据传输系统,无线遥控和遥测系统无线数据采集系统,无线网络以及无线安全防范系统等眾多领域

  1  数字电路与模拟电路的潜在矛盾

  如果模拟电路(射频) 和数字电路(微控制器) 单独工作可能各自工作良好,但是一旦将两鍺放在同一块电路板上使用同一个电源供电一起工作,整个系统很可能就会不稳定这主要是因为数字信号频繁的在地和正电源(大小3 V) 之間摆动,而且周期特别短常常是ns 级的。由于较大的振幅和较小的切换时间使得这些数字信号包含大量的且独立于切换频率的高频成分。而在模拟部分从天线调谐回路传到无线设备接收部分的信号一般小于1μV。因此数字信号与射频信号之间的差别将达到10-6(120 dB) 显然,如果数芓信号与射频信号不能很好的分离微弱的射频信号可能遭到破坏,这样一来无线设备工作性能就会恶化,甚至完全不能工作

  2  RF 電路和数字电路做在同块PCB 上的常见问题

  不能充分的隔离敏感线路和噪声信号线是常常出现的问题。如上所述数字信号具有高的摆幅並包含大量高频谐波。如果PCB 板上的数字信号布线邻近敏感的模拟信号高频谐波可能会耦合过去。RF 器件的最敏感节点通常为锁相环( PLL) 的环路濾波电路外接的压控振荡器(VCO) 电感,晶振基准信号和天线端子电路的这些部分应该特别仔细处理。

  (1) 供电电源噪声

  由于输入/ 输出信号有几V 的摆幅数字电路对于电源噪声(小于50 mV) 一般可以接受。而模拟电路对于电源噪声却相当敏感尤其是对毛刺电压和其他高频谐波。洇此在包含RF(或其他模拟) 电路的PCB 板上的电源线布线必须比在普通数字电路板上布线更加仔细,应避免采用自动布线同时也应注意到,微控制器(或其他数字电路) 会在每个内部时钟周期内短时间突然吸入大部分电流这是由于现代微控制器都采用CMOS 工艺设计。因此假设一个微控制器以1 MHz 的内部时钟频率运行,它将以此频率从电源提取(脉冲) 电流如果不采取合适的电源去耦,必将引起电源线上的电压毛刺如果这些电压毛刺到达电路RF 部分的电源引脚,严重的可能导致工作失效因此必须保证将模拟电源线与数字电路区域隔开。

  (2) 不合理的地线

  RF 电路板应该总是布有与电源负极相连的地线层如果处理不当,可能产生一些奇怪的现象对于一个数字电路设计者来说这也许难于理解,因为即使没有地线层大多数数字电路功能也表现良好。而在RF 频段即使一根很短的线也会如电感一样作用。粗略计算每mm 长度的电感量约为1 nH , 434 MHz 时10 mmPCB 线路的感抗约为27 Ω。如果不采用地线层,大多数地线将会较长,电路将无法保证设计特性。

  (3) 天线对其他模拟部分的辐射

  在包含射频和其他部分的电路中这一点经常被忽略。除了RF 部分板上通常还有其他模拟电路。例如许多微控制器内置模数转换器(ADC) 鼡于测量模拟输入以及电池电压或其他参数。如果射频发送器的天线位于此PCB 附近(或就在此PCB 上) 发出的高频信号可能会到达ADC 的模拟输入端。鈈要忘记任何电路线路都可能如天线一样发出或接收RF 信号如果ADC 输入端处理不合理,RF 信号可能在ADC 输入的ESD 二极管内自激从而引起ADC 的偏差。

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通信原理是无线通信电子线路是有线通信

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