射頻模塊天線端的ESD該如何設(shè)計(jì)?


原標(biāo)題:射頻模塊天線端的ESD該如何設(shè)計(jì)?
射頻模塊天線端的ESD(靜電放電)設(shè)計(jì)需從器件選型、電路布局、阻容網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)等多方面入手,以下是具體設(shè)計(jì)方法:
一、ESD保護(hù)器件選型
使用TVS二極管
雙向TVS:適合射頻模塊,避免單向TVS在反向電壓下的失效風(fēng)險(xiǎn)。
低結(jié)電容(Cj):如PESD0542U005型號(hào),結(jié)電容僅0.05pF,減少對(duì)射頻信號(hào)的干擾。
優(yōu)選參數(shù):反向工作電壓(Vrwm)需高于信號(hào)峰值電壓,鉗位電壓(Vc)越低越好。
避免諧波噪聲
選擇諧波噪聲低的TVS管,防止降低無線模塊的接收靈敏度。
二、靜電泄放路徑設(shè)計(jì)
阻容網(wǎng)絡(luò)
在天線接口(如SMA接口)與外殼地之間并聯(lián)電阻和電容(如R36和C82),形成最短泄放路徑。
電容需耐高壓,確保靜電快速泄放。
路徑優(yōu)化
保證泄放路徑不經(jīng)過敏感器件和射頻電路,避免靜電干擾。
在PCB布局時(shí),路徑上避免數(shù)據(jù)線、時(shí)鐘線等敏感線路。
三、PCB設(shè)計(jì)要點(diǎn)
隔離敏感區(qū)域
在靜電泄放路徑上挖槽或增加隔離帶,防止靜電對(duì)敏感電路的影響。
必要時(shí)在泄放路徑上打過孔,減小阻抗。
地平面處理
確保地平面完整,減少地彈效應(yīng),提高抗干擾能力。
四、外接天線版本的設(shè)計(jì)
天線接口防護(hù)
在應(yīng)用底板上放置SMA接口,確保靜電通過底板泄放,不進(jìn)入無線模塊。
在SMA接口與底板之間設(shè)計(jì)阻容網(wǎng)絡(luò),形成可靠的靜電泄放路徑。
底板設(shè)計(jì)
底板需考慮靜電泄放路徑,保證靜電不通過射頻轉(zhuǎn)接線進(jìn)入無線模塊。
五、設(shè)計(jì)驗(yàn)證
ESD測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)
遵循IEC 61000-4-2標(biāo)準(zhǔn),測(cè)試等級(jí)為接觸放電±8 kV,空氣放電±15 kV。
通過實(shí)際測(cè)試驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否滿足ESD抗擾度要求。
案例驗(yàn)證
4G無線模塊的SMA天線接口設(shè)計(jì)案例:在SMA與螺絲孔(外殼)之間增加R36并聯(lián)C82,樣機(jī)通過ESD抗擾度實(shí)驗(yàn)。
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