Sơ đồ bố trí chính là mạch điện
Dưới vài trăm MHz, đường dẫn tín hiệu chỉ là dây dẫn; trên mức đó, nó là đường truyền, với trở kháng, đường trở về và chiều dài thuộc thiết kế điện. Mười quy tắc bao quát phần lớn khác biệt này.
1. Đặt một mặt phẳng tham chiếu bên dưới mỗi đường dẫn tín hiệu RF
Mặt phẳng liên tục, không gián đoạn ngay bên dưới; nếu bị chia tách, dòng điện trở về phải đi đường vòng, nguồn gốc của hầu hết hiện tượng RF khó hiểu.
2. Kiểm soát trở kháng, sau đó xác minh nó
Trở kháng đường truyền vi dải/dải do chiều rộng đường dẫn, độ dày chất điện môi và hằng số điện môi quyết định. Dung sai ±10% được xác minh bằng mẫu thử trên bo mạch, không giả định từ bản vẽ CAD.
3. Giữ đường dẫn tín hiệu RF ngắn và thẳng
Mỗi milimet đường dẫn tín hiệu làm tăng tổn hao, mỗi khúc uốn cong gây gián đoạn. Nơi không thể tránh khúc uốn, dùng góc vát 45° hoặc cung tròn thay góc 90°.
4. Nối các mặt phẳng tiếp đất
Các mặt phẳng tiếp đất trên các lớp khác nhau được nối bằng vias đặt gần mỗi điểm chuyển tiếp RF và dọc theo cạnh bo mạch, giúp chúng cùng điện thế ở tần số RF và đóng vai trò điểm tham chiếu.
5. Sử dụng hàng rào lỗ xuyên mạch (via fences) xung quanh các đường dẫn nhạy cảm
Một hàng lỗ xuyên mạch tiếp đất hai phía đường dẫn nhạy cảm tạo ranh giới kiểu ống dẫn sóng, giảm ghép nối với mạng lân cận. Khoảng cách giữa các lỗ phải nhỏ so với bước sóng, không phải chiều rộng đường dẫn.
6. Thiết kế điểm khởi tạo (launcher), không chỉ đường dẫn (trace)
Tại điểm nối cáp/đầu nối với bo mạch, hình học thay đổi: chiều rộng pad, đường trở về GND và mối hàn đều ảnh hưởng trở kháng. Điểm khởi tạo được thiết kế sau đó gây phản xạ mà không chỉnh đường dẫn nào khắc phục được.
7. Tách biệt mạch số và mạch RF
Tách RF khỏi nguồn chuyển mạch và định tuyến kỹ thuật số; giữ dòng hồi riêng đến điểm gặp xác định. Đặt bộ chuyển đổi DC-DC cạnh LNA là quyết định thiết kế, không phải sự cố bố trí mạch.
8. Ghép nối chiều dài ở những vị trí quan trọng
Các cặp vi sai và mảng pha cần chiều dài điện phù hợp, kể cả tại điểm chuyển tiếp qua lỗ dẫn. Trên mạch lai, hằng số điện môi thay đổi theo lớp nên chỉ ghép chiều dài vật lý có thể không chính xác.
9. Tách nhiễu ở tần số cần xử lý
Tụ 100 nF không tách được nhiễu xung nguồn 2,4 GHz; mạng tách nhiễu chọn cho dải tần đó, đặt gần chân tín hiệu và đường dẫn trở về đi thẳng đến mặt phẳng nối đất.
10. Làm cho bo mạch có thể đo được
Thêm mẫu thử trở kháng, giữ quyền truy cập chuỗi RF để dò tìm và xác định điểm tham chiếu nối đất tại điểm thử nghiệm. Bo mạch không đo được ở giai đoạn nguyên mẫu sẽ được gỡ lỗi bằng cách thay thế linh kiện.
Lựa chọn vật liệu quan trọng
FR-4 đủ dùng cho nhiều thiết kế dưới 6 GHz, nhưng hệ số tổn hao và hằng số điện môi thay đổi theo tần số, nhiệt độ và hàm lượng nhựa. Khi yêu cầu tổn hao hoặc độ ổn định pha cao hơn, vật liệu composite RF như Rogers, Arlon, Taconic hoặc Nelco được dùng, thường trong cấu trúc lai với lõi FR-4 để kiểm soát chi phí.
So sánh vật liệu có trong ghi chú vật liệu tần số cao; giới hạn quy trình gồm chi tiết 0,06 mm và trở kháng ±10% nêu tại trang năng lực; phần RF pitch nhỏ thường dùng HDI.
