选择合适射频PCB板材以减小相位噪声

admin

长期以来，相位噪声是振荡器、频率合成器以及雷达和通信接收器等高频系统的一个重要参数。许多著作或论文中提到的抑制相位噪声方法都通过减小不同类型振荡器或频率合成器的相位噪声来实现。然而在实现低相位噪声性能过程中，PCB材料的作用常被忽视。在电路设计中，PCB材料的选用对于信号单边相位噪声的值有极大的影响。了解PCB材料及与相位噪声相关的参数将对在某一给定频率选择某一特性电路层压板实现低相位噪声的电路设计大有裨益。
& {5 R! K& R6 ?: K$ |/ S
; k  t) J0 Y1 y% u, D: Y3 Q( B
/ [" U* D+ L) x7 c
+ Q# K8 J2 R6 F1 R为低相位噪声的应用选用不同的层压板材料时，应该对比哪些电路材料参数呢？简单的说，有助于降低相位噪声的电路材料必须具备优良的介电常数及温度特性。相比于介电常数的取值，同一块板上介电常数的均一性以及多板之间介电常数的均一性将显得更加重要。
- X6 ~7 j! l$ U4 J7 T9 P
在单个电路板上，介电常数的差异将导致传输线、接口及电路其他部分产生额外的阻抗差异。在预期获得低相位噪声的振荡器设计中，介电常数的过度差异将使得振荡器中的有源器件（比如高电子迁移率的晶体管器件）产生额外的阻抗差异从而产生更高的相位噪声。在选取低相位噪声电路材料时，选用介电常数极小偏差的材料是设计的基本出发点。罗杰斯公司提供非常小的Dk偏差PCB材料，如RO4835?碳氢化合物陶瓷层压板，在10GHz时Z向的介电常数值Dk为3.48，Dk偏差为±0.05。这种Dk均一的，偏差非常小的材料有利于维持高频电路阻抗的均一性，以避免阻抗失配引起的相位噪声。
$ K2 _$ O' y0 p5 w0 y

. @& O" K- k: P3 ^& R6 m
5 Y! r4 t# F$ H' K
% d$ F- U3 R6 v  \. u* c相位噪声会对许多不同电路系统的性能产生极大的影响。在通信系统中，相位噪声会扰乱数字调制；在雷达系统中，相位噪声会降低接受目标信息的准确率。电路中相位噪声受许多不同因素的影响，包括电路振荡器中使用的有源器件的偏置条件，也包括PCB材料的影响。选择PCB材料时需要记住“稳定性”一词。PCB材料能够减小相位噪声（或者说至少不增加），这种稳定性既包括介电常数随温度变化的稳定性，也包括利于降低热噪声的高效的材料热传导性。维持电路板中热流耗散的均一有利于实现介电常数的稳定性以及降低相位噪声所需要的其他的热条件的稳定性。当然，任何PCB材料的选用都是对不同参数综合权衡。然而，选取具备极小的介电常数偏差和良好热量控制特征的PCB材料是一个非常好的出发点。
& D( ]2 |& p+ R* g$ H( ~
你有任何设计或者加工的问题吗？“兴森科技-安捷伦射频高速实验室”的专家团队可以给你提供帮助。

1 K: l: ^8 O9 B4 K" o
更多精彩请加入“中国射频微波微信第一群”， 先加徐老师微信号：15989459034，注明公司，射频领域及方向，通过验证后加入。（注：本群属纯技术研讨群，销售代理等非射频技术人员勿加）！?
1. 本群2000人，成员涵盖了所有射频方向企业，高校，研究所。其中教授，总监，总经理，主任专家，海归，千人计划，长江学者，首席科学家，博士等400+人。
0 f8 t# V' \0 x) C! f  r2. 本微信群由“兴森科技-安捷伦射频高速实验室”射频负责人，《ADS2008/2011射频电路设计与仿真实例》《HFSS射频仿真设计实例大全》电子工业出版社，主编徐兴福建立。