避免ISM-RF产品中的PCB布局“缺陷”

综上所述，电路布局需要遵循以下原则：

确保对敏感区域的过孔电感建模。

滤波器或匹配网络采用独立过孔。

注意，较薄的PCB覆铜会降低过孔寄生电感的影响。

引线长度

Maxim ISM-RF产品的数据资料往往建议使用尽可能短的高频输入、输出引线，从而将损耗和辐射降至最小。另一方面，这种损耗通常是由于非理想寄生参数引起的， 所以寄生电感和电容都会影响电路布局，使用尽可能短的引线有助于降低寄生参数。通常情况下，10 mil宽、距离地层0.0625in的PCB引线，如果采用的是FR4电路板，则产生大约19nH/in的电感和大约1pF/in的分布电容。对于具有 20nH电感、3pF电容的LAN/混频器电路，电路、元器件布局非常紧凑时,会对有效元件值造成很大影响。

“Institute for Printed Circuits”中的IPC-D-317A4提供了一个行业标准方程，用于估算微带线PCB的各种阻抗参数。该文件在2003年被IPC-2251取代5，后者为各种PCB引线提供更准确的计算方法。可以通过各种渠道获得在线计算器，其中大多数都基于IPC-2251提供的方程式。密苏里理工大学的电磁兼容性实验室提供了一个非常实用的PCB引线阻抗计算方法6。

公认的计算微带线阻抗的标准是：

式中，εr为电介质的介电常数，h为引线距离地层的高度，w为引线宽度，t为引线厚度(图7)。w/h介于0.1至2.0、εr介于1至15之间时，该公式的计算结果相当准确7。

图7. 该图为PCB横截面(与图5类似)，表示用于计算微带线阻抗的结构。

为评估引线长度的影响，确定引线寄生参数对理想电路的去谐效应更实用。本例中，我们讨论杂散电容和电感。用于微带线的特征电容标准方程为：

同理，可利用上述方程从方程式

中计算得到特征电感：

举例说明，假设PCB厚度为0.0625in (h = 62.5 mil)，1盎司覆铜引线(t = 1.35 mil)，宽度为0.01in (w = 10 mil)，采用FR-4电路板。注意，FR-4的εr典型值为4.35法拉/米(F/m)，但范围可从4.0F/m至4.7F/m。本例计算得到的特征值为Z0 = 134Ω，C0 = 1.04pF/in，L0 = 18.7nH/in。

对于ISM-RF设计中，电路板上布局长度为12.7mm (0.5in)的引线，可产生大约0.5pF和9.3nH的寄生参数(图8)。 这一等级的寄生参数对于接收器谐振槽路的影响(LC乘积的变化)，可能产生315MHz ±2%或433.92MHz ±3.5%的变化。由于引线寄生效应所产生的附加电容和电感，使得315MHz振荡频率的峰值达到312.17MHz，433.92MHz振荡频率的峰值 达到426.61MHz。

图8. 一个紧凑的PCB布局，寄生效应会对电路产生影响。

另外一个例子是Maxim的超外差接收机(MAX7042)的谐振槽路，推荐使用的元件在315MHz时为1.2pF和30nH;433.92MHz时为0pF和16nH。利用方程计算谐振电路振荡频率：

评估板谐振电路应包括封装和布局的寄生效应，计算315MHz谐振频率时,寄生参数分别为7.3pF和7.5pF。注意，LC乘积表现为集总电容。