射頻模塊天線端的ESD該如何設計?


原標題:射頻模塊天線端的ESD該如何設計?
射頻模塊天線端的ESD(靜電放電)設計需從器件選型、電路布局、阻容網絡設計、PCB設計等多方面入手,以下是具體設計方法:
一、ESD保護器件選型
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險。
低結電容(Cj):如PESD0542U005型號,結電容僅0.05pF,減少對射頻信號的干擾。
優選參數:反向工作電壓(Vrwm)需高于信號峰值電壓,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、靜電泄放路徑設計
阻容網絡
在天線接口(如SMA接口)與外殼地之間并聯電阻和電容(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。
路徑優化
保證泄放路徑不經過敏感器件和射頻電路,避免靜電干擾。
在PCB布局時,路徑上避免數據線、時鐘線等敏感線路。
三、PCB設計要點
隔離敏感區域
在靜電泄放路徑上挖槽或增加隔離帶,防止靜電對敏感電路的影響。
必要時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,提高抗干擾能力。
四、外接天線版本的設計
天線接口防護
在應用底板上放置SMA接口,確保靜電通過底板泄放,不進入無線模塊。
在SMA接口與底板之間設計阻容網絡,形成可靠的靜電泄放路徑。
底板設計
底板需考慮靜電泄放路徑,保證靜電不通過射頻轉接線進入無線模塊。
五、設計驗證
ESD測試標準
遵循IEC 61000-4-2標準,測試等級為接觸放電±8 kV,空氣放電±15 kV。
通過實際測試驗證設計是否滿足ESD抗擾度要求。
案例驗證
4G無線模塊的SMA天線接口設計案例:在SMA與螺絲孔(外殼)之間增加R36并聯C82,樣機通過ESD抗擾度實驗。
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