RF電路布局的主要問題通常是電路的特征阻抗不理想，包括電路元件及其互聯(lián)。引線覆銅層較薄，則等效于電感線，并與鄰近的其它引線形成分布電容。引線穿過過孔時(shí)，也會(huì)表現(xiàn)出電感和電容特性。 過孔電容主要源于過孔焊盤側(cè)的覆銅與地層覆銅之間構(gòu)成的電容，它們之間由一個(gè)相當(dāng)小的圓環(huán)隔開。另外一個(gè)影響源于金屬過孔本身的圓柱。寄生電容的影響一般較小，通常只會(huì)造成高速數(shù)字信號(hào)的邊沿變差(本文不對(duì)此加以討論)。
過孔的大影響是相應(yīng)的互聯(lián)方式所引起的寄生電感。因?yàn)镽F PCB設(shè)計(jì)中，大多數(shù)金屬過孔尺寸與集總元件的尺寸相同，可利用簡(jiǎn)單的公式估算電路過孔的影響：
式中，LVIA為過孔的集總電感;h為過孔高度，單位為英寸;d為過孔直徑，單位為英寸2。
寄生電感往往對(duì)旁路電容的連接影響很大。理想的旁路電容在電源層與地層之間提供高頻短路，但是，非理想過孔則會(huì)影響地層和電源層之間的低感通路。典型的 PCB過孔(d = 10 mil、h = 62.5 mil)大約等效于一個(gè)1.34nH電感。給定ISM-RF產(chǎn)品的特定工作頻率，過孔會(huì)對(duì)敏感電路(例如，諧振槽路、濾波器以及匹配網(wǎng)絡(luò)等)造成不良影響。
如果敏感電路共用過孔，例如π型網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)臂，則會(huì)產(chǎn)生其它問題。例如，放置一個(gè)等效于集總電感的理想過孔，等效原理圖則與原電路設(shè)計(jì)有很大區(qū)別。與共用電流通路的串?dāng)_一樣3，導(dǎo)致互感增大，加大串?dāng)_和饋通。
綜上所述，電路布局需要遵循以下原則：
確保對(duì)敏感區(qū)域的過孔電感建模。
濾波器或匹配網(wǎng)絡(luò)采用獨(dú)立過孔。
注意，較薄的PCB覆銅會(huì)降低過孔寄生電感的影響。
引線長(zhǎng)度
Maxim ISM-RF產(chǎn)品的數(shù)據(jù)資料往往建議使用盡可能短的高頻輸入、輸出引線，從而將損耗和輻射降至小。另一方面，這種損耗通常是由于非理想寄生參數(shù)引起的，所以寄生電感和電容都會(huì)影響電路布局，使用盡可能短的引線有助于降低寄生參數(shù)。通常情況下，10 mil寬、距離地層0.0625in的PCB引線，如果采用的是FR4電路板，則產(chǎn)生大約19nH/in的電感和大約1pF/in的分布電容。對(duì)于具有 20nH電感、3pF電容的LAN/混頻器電路，電路、元器件布局非常緊湊時(shí)，會(huì)對(duì)有效元件值造成很大影響。
“Institute for Printed Circuits”中的IPC-D-317A4提供了一個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方程，用于估算微帶線PCB的各種阻抗參數(shù)。該文件在2003年被IPC-2251取代5，后者為各種PCB引線提供更準(zhǔn)確的計(jì)算方法。可以通過各種渠道獲得在線計(jì)算器，其中大多數(shù)都基于IPC-2251提供的方程式。密蘇里理工大學(xué)的電磁兼容性實(shí)驗(yàn)室提供了一個(gè)非常實(shí)用的PCB引線阻抗計(jì)算方法6。
公認(rèn)的計(jì)算微帶線阻抗的標(biāo)準(zhǔn)是：
式中，εr為電介質(zhì)的介電常數(shù)，h為引線距離地層的高度，w為引線寬度，t為引線厚度。w/h介于0.1至2.0、εr介于1至15之間時(shí)，該公式的計(jì)算結(jié)果相當(dāng)準(zhǔn)確7。
為評(píng)估引線長(zhǎng)度的影響，確定引線寄生參數(shù)對(duì)理想電路的去諧效應(yīng)更實(shí)用。本例中，我們討論雜散電容和電感。用于微帶線的特征電容標(biāo)準(zhǔn)方程為：
同理，可利用上述方程從方程式中計(jì)算得到特征電感：
舉例說明，假設(shè)PCB厚度為0.0625in (h = 62.5 mil)，1盎司覆銅引線(t = 1.35 mil)，寬度為0.01in (w = 10 mil)，采用FR-4電路板。注意，F(xiàn)R-4的εr典型值為4.35法拉/米(F/m)，但范圍可從4.0F/m至4.7F/m。本例計(jì)算得到的特征值為Z0 = 134Ω，C0 = 1.04pF/in，L0 = 18.7nH/in。
對(duì)于ISM-RF設(shè)計(jì)中，電路板上布局長(zhǎng)度為12.7mm (0.5in)的引線，可產(chǎn)生大約0.5pF和9.3nH的寄生參數(shù)。這一等級(jí)的寄生參數(shù)對(duì)于接收器諧振槽路的影響(LC乘積的變化)，可能產(chǎn)生315MHz ±2%或433.92MHz ±3.5%的變化。由于引線寄生效應(yīng)所產(chǎn)生的附加電容和電感，使得315MHz振蕩頻率的峰值達(dá)到312.17MHz，433.92MHz振蕩頻率的峰值達(dá)到426.61MHz。
另外一個(gè)例子是Maxim的超外差接收機(jī)(MAX7042)的諧振槽路，推薦使用的元件在315MHz時(shí)為1.2pF和30nH;433.92MHz時(shí)為0pF和16nH。利用方程計(jì)算諧振電路振蕩頻率：
評(píng)估板諧振電路應(yīng)包括封裝和布局的寄生效應(yīng)，計(jì)算315MHz諧振頻率時(shí)，寄生參數(shù)分別為7.3pF和7.5pF。注意，LC乘積表現(xiàn)為集總電容。
綜上所述，布板須遵循以下原則：
保持引線長(zhǎng)度盡可能短。
關(guān)鍵電路盡量靠近器件放置。
根據(jù)實(shí)際布局寄生效應(yīng)對(duì)關(guān)鍵元件進(jìn)行補(bǔ)償。
平面走線電感
不建議使用平面走線或PCB螺旋電感，典型PCB制造工藝具有一定的不性，例如寬度、空間容差，從而對(duì)元件值精度影響非常大。因此，大多數(shù)受控和高Q值電感均為繞線式。其次，可以選擇多層陶瓷電感，多層片式電容廠商也提供這種產(chǎn)品。盡管如此，有些設(shè)計(jì)者還是在不得已的情況下選擇了螺線電感。計(jì)算平面螺旋電感的標(biāo)準(zhǔn)公式通常采用惠勒公式10：
式中，a為線圈的平均半徑，單位為英寸;n為匝數(shù);c為線圈磁芯的寬度(rOUTER - rINNER)，單位為英寸。當(dāng)線圈的c 》 0.2a時(shí)11，該計(jì)算方法的精度在5%之內(nèi)。
可以使用方形、六角形或其它形狀的單層螺旋電感�？梢哉业椒浅：玫慕品椒ǎ瑢�(duì)集成電路晶圓上的平面電感進(jìn)行建模。為了達(dá)到這一目的，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)惠勒公式進(jìn)行修改，得到非常適合小尺寸及方形規(guī)格的平面電感估算方法12。
式中，ρ為充填比：;n為匝數(shù)，dAVG為平均直徑：。對(duì)于方形螺旋，K1 = 2.36，K2 = 2.75。13
避免使用這種電感的原因有很多，它們通常受空間限制而導(dǎo)致電感值減小。避免使用平面電感的主要原因是受限制的幾何尺寸，以及對(duì)臨界尺寸的控制較差，從而無法預(yù)測(cè)電感值。此外，PCB生產(chǎn)過程中很難控制實(shí)際電感值，電感還會(huì)將噪聲耦合到電路的其它部分的趨向(參見上文中的引線耦合部分)。
總而言之，應(yīng)該：
避免使用平面走線電感。
盡量使用繞線片式電感。
