RF设计应用技巧

 

 

　　当电子电路操作频率愈来愈高，电子组件电气特性就愈难掌握。一般在VHF以下电路， 其组件尺寸或整体电路尺寸与操作频率所对应波长相比约为一比十， 即相当于远小于一波长; 且操作电压都在十伏特左右甚至更低; 则可视电路走线上电压位准为同时或实时性。也就是说，在某一定时刻下，电路走在线各点电压是相同。而在这种状况下，通常电路组件两端电压也是相同。此种电路即称为集总式电路。其电阻、电容、电感等一般常用电路组件就由组件上头或信息表上所标示特性值来决定。此时只要一个较精细万用电表就可以近乎准确地量得组件特性。然而当电路操作频率愈来愈高，使得组件尺寸或整体电路尺寸与操作频率所对应波长相比大于一比十;则在一定时间下， 电路走在线或电路组件两端电压变化不可被忽略时，此时电路即为分布式电路。此电压变化乃因电路走在线电感与电容值，或是组件寄生效应甚至材料特性等，随操作频率增加而被突显出来。因此一条走线不再是一个单纯连接线， 组件也不再由一个单纯理想值所决定; 而得由许许多多等效电路来表示。此时便无法用电表量得一个单纯值，而须以较高频电磁特性或传输线理论来加以分析。内藏式被动组件技术目是将SMD被动组件整合至印刷电路板中，若可整合这些被动组件，则制造厂商将可以获得以下几个优点﹕﹙1﹚减少被动组件使用量，以降低成本。在无线通信组件方面例如蜂巢式电话，无线网络以及卫星定位系统GPS，被动组件与主动组件在数量上比例大概是100 : 1，所以使用内藏式被动组件将可降低成本。此外在无线通信900MHz以及1800MHz应用电容值、电感值大多不大，所以可以利用内藏Embedded方式取代。﹙2﹚产品体积得以缩小。目前一般印刷电路板技术，已经可以朝向多层印刷结构，所以原本2D面积使用，我们将它转换成3D空间设计。例如将电容、电感以及滤波器等…制作成多层结构内藏于基板中，如此就可以利用多层空间减少上层走线面积。﹙3﹚减少焊点，增加整个产品可靠度。将SMD组件焊在基板上经常会出现假焊现象，或者焊接点不良导致开路或者噪声过高。﹙4﹚内藏方式减少湿度、腐蚀影响，可以增加产品使用年限。本文主要内容是介绍利用内藏式电容电感架构做2.4GHz功率放大器设计。过去基板与组件模块构装多以低脚数双排(DIP)组件，配合单层或双层电路板完成。由于被动组件芯片化(0805、0603、0402)、功能性集成电路小型化、表面接着化(SMT)与电路板多层制作、精确度大幅提高…等帮助下，相同功能性之电路模块其基板面积已可缩小数倍之多。然而这些技术随着组件小型化、组件焊接点、组件与组件间距离越来越小，不论是基板制作精度或组件自动焊接、摆设已面临制程与良率临界点，对于电性高频化、高速化、电气噪声干扰控制更是不易。为了制作更小型化模块，取而代之将是能减少基板上被动组件数目之内藏组件技术。如Hybrid on ceramic、HTCC、LTCC、FR4内藏组件…等基板。