优化Wi-Fi收发器：电源与接地设计策略

本文主要探讨了Wi-Fi收发器的电源和接地设计，特别是电源布线、电源旁路以及接地技术在射频(RF)电路中的重要性，以提升RF设计的性能指标。 在RF电路设计中，电源和接地的设计至关重要，因为它们直接影响到信号质量和系统稳定性。首先，电源布线应遵循一些基本原则。传统的做法是等到高频信号通路设计完成后才考虑电源部分，但这种做法可能导致电源噪声和不稳定输出，从而影响RF系统的性能。为了优化设计，设计师需要在电路板布局阶段就考虑电源布线。对于四层PCB，通常推荐顶层用于元器件和RF信号，第二层作为接地层，第三层处理电源，第四层布置剩余信号线。这样的层分配可以减少干扰，确保良好的电气隔离，并帮助控制RF信号的阻抗。 电源层的处理也需谨慎。大面积的电源层可能导致噪声的传播，因此推荐使用星形拓扑的电源网络。如图1所示，通过一个中心VCC节点分配电源线，每个电源引脚由独立的线供电，这样能降低引脚间的耦合，同时，每条线上的寄生电感也有助于过滤高频噪声。 电源去耦是另一个关键点，通常通过电容实现。然而，电容本身存在寄生电感，这意味着其去耦效果主要在频率低于其自激振荡频率(SRF)时有效。因此，选择合适的电容并合理布局以覆盖多个频段的去耦需求是必要的。图3展示了电容的频率响应特性，强调了在设计中考虑电容SRF的重要性。 接地设计同样重要。使用不受干扰的地平面可以建立稳定的RF信号路径，减少地环路，从而降低噪声。此外，局部接地平面和电源分割策略能进一步减少不同电路部分之间的相互影响。 Wi-Fi收发器的电源和接地设计涉及多个层面，包括PCB的层分配、电源网络的星形拓扑、去耦电容的选择和布局，以及接地策略的制定。理解并应用这些基本原则能显著提升RF系统的性能和可靠性。在实际设计过程中，设计师需要结合具体的应用场景和元器件特性，灵活运用这些技术，确保最终产品的性能指标达到最优。