Mae cylchedau RF yn hynod sensitif i gyflenwad pŵer, a'r craidd yw'r cyferbyniad enfawr rhwng maint eu signalau gweithredu a sŵn cyflenwad pŵer, ac mae'r sŵn yn hawdd ei fodiwleiddio'n uniongyrchol ar y cludwr RF; Mae dileu sŵn pŵer yn gofyn am ffurfio system ynysu ac atal cyflawn o ddimensiynau lluosog, gan gynnwys dewis dyfeisiau, gosodiad PCB, a dyluniad pensaernïaeth.
1. Y rheswm craidd pam mae cylchedau RF yn sensitif i gyflenwad pŵer
Mae gan lefel y signal gyferbyniad sylweddol
Mae signal defnyddiol y cyswllt derbyn RF fel arfer mor isel â lefel μ V, tra gall glitches switsh a sŵn crychdonni ar reilffordd pŵer cylchedau digidol gyrraedd lefel mV yn hawdd, gyda gwahaniaeth osgled o fwy na 120dB rhwng y ddau. Mae sŵn pŵer bach yn ddigon i lethu signalau RF gwan yn llwyr.
Methiant amledd uchel Cymhareb Gwrthod Cyflenwad Pŵer (PSRR).
Dim ond yn yr ystod amledd isel y mae'r PSRR o sglodion pŵer confensiynol yn perfformio'n dda, gyda gostyngiad cyflym mewn gallu gwanhau ar ôl bod yn fwy na 10MHz. Yn y band amledd 2.4GHz, mae PSRR y rhan fwyaf o LDOs cyffredin yn llai na 20dB, gan ei gwneud bron yn amhosibl atal sŵn amledd uchel. Bydd y crychdonni 1mV ar y pin pŵer yn cynhyrchu signalau gwasgaredig lefel 100 μ V yn uniongyrchol yn y derfynell allbwn RF.
Modiwleiddio cludwr RF yn uniongyrchol gan sŵn
Bydd y sŵn band eang a'r harmonics switsh ar y cyflenwad pŵer yn cysylltu'n uniongyrchol â'r llwybr RF trwy'r pinnau cyflenwad pŵer, yn cymysgu â'r don cludwr, ac yn dirywio'n uniongyrchol sŵn y cyfnod, EVM (osgled fector gwall), a sensitifrwydd derbyniad. Mesurwyd, pan fydd sŵn y cyflenwad pŵer yn fwy na -50dBc, y bydd perfformiad EVM PA yn gostwng mwy na 15%.
Ymyrraeth chwyddo paramedr parasitig
Yn y band amledd RF, mae anwythiad cyfatebol gwifren ddaear 1mm o hyd tua 1nH, a gall inductance gwifren ddaear 10mm gyrraedd 27 Ω. Bydd sŵn bownsio daear ac anwythiad parasitig yn cynyddu ymhellach effaith ymyrraeth sŵn cyflenwad pŵer, gan niweidio pwynt gweithredu disgwyliedig y gylched RF.
2. Cynllun dileu proses lawn ar gyfer sŵn pŵer bwrdd RF
Detholiad haenog ac ynysu sglodion pŵer
Ar ôl cwblhau trosiad foltedd y DC/DC pen blaen, rhaid i'r pen ôl fod â LDO pwrpasol PSRR RF uchel i gyflenwi pŵer i'r modiwlau mwyaf sensitif fel VCO a PLL. Mae'r LDO yn gofyn am PSRR o ddim llai na 50dB yn y band amledd 2.4GHz, megis modelau fel ADP7158 a TPS7A91.
Gwaherddir cyflenwi pŵer yn uniongyrchol i gylchedau signal bach RF gyda DC/DC, gan y bydd y harmonigau band eang a gynhyrchir ar ymyl y switsh yn cwmpasu'r ystod amledd o gannoedd o MHz i GHz yn uniongyrchol, gan ffurfio clystyrau sŵn sy'n anodd eu hidlo allan.
Cynllun manwl gywir cynhwysydd datgysylltu aml-lefel
Mabwysiadir y cyfuniad o "gynhwysydd storio ynni cynhwysedd mawr + cynhwysydd hidlo cynhwysedd canolig + cynhwysydd bach amledd uchel": gosodir cynhwysydd 10 μ F X7R yn y fewnfa bŵer, ac mae cynwysyddion NPO / MLCC amledd uchel 100nF a 10pF yn cael eu gosod yn ddilyniannol o'r cyflenwad pŵer swp 1mm, sy'n gorchuddio'r cyflenwad pŵer swp 1mm, wedi'i osod yn olynol o'r cyflenwad pŵer swp 1mm. i ddegau o GHz.
Dilynwch yr egwyddor o gylched byrraf yn llym: mae'r pellter rhwng y pin sylfaen cynhwysydd a'r ddaear sglodion yn llai na λ/20 (tua 2.5mm ar 2.4GHz), gan osgoi cyflwyno anwythiad parasitig gan wifrau hir i wrthbwyso effaith hidlo amledd uchel y cynhwysydd.
Tagu wedi'i dargedu o gleiniau magnetig/anwythyddion
Ar lwybr cangen y cyflenwad pŵer digidol a'r prif gyflenwad pŵer sy'n mynd i mewn i'r parth amledd radio, dewisir gleiniau magnetig â rhwystriant digon uchel ar y pwynt amlder sŵn targed a gwrthiant DC llai na 0.5 Ω. Er enghraifft, yn y senario 2.4GHz, dewisir modelau â rhwystriant 2.4GHz Mwy na neu'n hafal i 500 Ω i gyflawni ynysu sŵn pŵer rhwng y parth digidol a'r parth amledd radio.
Ar y llwybr cyflenwad pŵer PA cyfredol uchel, dewisir inductor weindio amledd uchel o 3-5nH fel y tagu, a chedwir ardal ddosbarthu waharddedig o fwy nag 1mm o'i gwmpas er mwyn osgoi cynhwysedd parasitig a lleihau'r effaith hidlo.
Argymhellir defnyddio pentwr 4-haen neu uwch o "haen signal awyren ddaear gyflawn haen pŵer haen signal", gydag awyren ddaear ail haen gyflawn darparu dychwelyd rhwystriant isel ar gyfer gwifrau RF tra ynysu cyplydd parasitig rhwng yr haen pŵer a haen signal RF.
Mabwysiadu pensaernïaeth cyflenwad pŵer siâp seren: Ar ôl i'r brif fewnfa cyflenwad pŵer gael ei hidlo'n unffurf, mae'n cyflenwi pŵer i LNA, PA, a VCO trwy ganghennau gleiniau magnetig annibynnol. Mae'r cyflenwad pŵer analog, cyflenwad pŵer digidol, a chyflenwad pŵer RF wedi'u gwahanu'n llwyr, a gwaherddir gwahanol haenau cyflenwad pŵer rhag gorgyffwrdd yn y gofod er mwyn osgoi crosstalk cynhwysedd parasitig.
Wedi profi optimeiddio dilysu dolen gaeedig
Sganiwch y mannau problemus sŵn ar y bwrdd lleoli gyda stiliwr maes agos, a defnyddiwch ddadansoddwr sbectrwm i fesur sbectrwm sŵn pinnau pŵer sglodion RF yn uniongyrchol. Ar gyfer y pwyntiau amlder gormodol, ychwanegwch gynwysorau hidlo pwrpasol yn y safleoedd llwybro tonfedd cyfatebol 1/4 i gyflawni gostyngiad sŵn manwl gywir.