[发明专利]无线传感节点设备的电路设计的抗干扰走线方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电路设计的走线方法，特别是一种用于2.4GHz超高频无线网络的传感节点设备的电路排板走线方法。

背景技术

目前世界各国均保留了一些无线频段，以用于工业，科学研究，和微波医疗方面的应用，应用这些频段无需许可证，只需要遵守一定的发射功率，并且不要对其它频段造成干扰即可。2.4GHz正是满足这一要求的频率，为各国共同的ISM频段，是目前工业领域应用的最广泛的无线技术。在此2.4GHz的频段上，目前常用的无线网络有：无线局域网（IEEE 802.11b/IEEE 802.11g）、蓝牙和ZigBee等。

无线网络的正常使用，离不开无线传感网节点设备。在这类2.4GHz节点设备中，采用的手段是将数字信号通过高频模拟信号传输，2.4GHz属于超高频。而超高频模拟电路的抗干扰能力很差，所以在电路设计中，如何提高超高频模拟电路的抗干扰能力，始终是电路设计人员面临的难题。

近年来，集成电路又飞速发展，数字电路和高频模拟电路高度集成于一个小芯片中，虽然技术先进，提高了可靠性、稳定性，减小了体积，降低了成本、简化了设计。同时也带来了使用高频数字、摸拟一体的集成电路的应用中，如何设计排板走线的新难题。摸拟信号将面临数字电路干扰、空间各种复杂环境干扰。

传统、公认的抗干扰设计走线方法，有以下几种方法：数字电路与摸拟电路各自独立供电、滤波；地线各自独立，数字电路地线与摸拟电路电线只有一点公共连接；用多层的PCB板隔离、屏蔽；还有超高摸拟电路部份外加屏蔽罩等。

这些电路排版走线设计方法应用在超高频的2.4GHz无线传感节点设备的设计中，依然效果一般，抗干扰能力不强。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术，发明一种应用于高频设备，特别是2.4GHz超高频无线传感网节点设备的抗干扰能力更强的电路设计的排板走线方法

这种方法是：在电路排版布线的走线时，无论是全局布线还是局部的形状，都不使用闭环状。

所述的走线包括：电源线走线、地线走线或者其它元器件的走线。

所述的走线形状，对于单层板来说，是平面上的走线连成的形状；对于多层板来说，还包括各层板上的线路走线连成的形状，在垂直正投影透视角度来看，得到的叠加形状。

所述的不使用闭环状，还包括过孔、焊点都不使用封闭的环形，而是带有缺口的非封闭环形或者填满的圆型。

由于在电路设计中，只要走线中出现有闭环形状的布线，该闭环都可认作为一个极小的电感，电感量的大小与环直径对应，并且，闭环中只要有电磁波通过，环路导线中就会产生感应电流，而开环就没有感应电流而只有感应电压。还有，电感的存在，还会产生谐振，谐振频率与发射频率相当可能产生共振；与干扰频率相当，又产生谐振干扰。这些在直流、低频模拟电路来说，都可以忽略不计，但是对于超高频电路来说，比如2.4GHz的无线传感网节点设备电路，这些都能对正常的接收产生明显的干扰，直接限制传输效果。

本发明的走线方法，正是基于对超高频模拟电路中闭环走线的深入认识，避免闭环。能够有效的改善超高频的无线传感网节点设备的对集成电路内部和外部环境的干扰的抗干扰能力，增加有效传输距离，延长使用寿命。

具体实施方式

以一般的四层PCB板的2.4GHz的无线传感网节点设备的电路板设计来说，一般第一层板上是表面贴装地元器件走线走线，第二层板上是数字电路部分的地线 走线，第三层板上是模拟高频电路的地线 走线，底层是第一层中走线无法绕开的走线。

本发明的具体方法是：每层走线都不形成闭环，在布线走线的时候，第二层板上的数字电路部分地线与第三层板上的模拟高频电路地线，在投影上是没有重膈的地方的。每一层上面的走线形状，无论是电源走线还是地线走线，都避免出现闭合环形，即不封闭，而是开口形的；同时四层板的俯视正投影关系的叠加视角来看，各层线路走线也不连接成闭环形状。并且连接各层的通孔，不是圆环形，而是开口的非封闭环形，如字母“C”的形状，当然开口很小，并且在生产中有焊料充填的不封闭也无妨。其他在电路板上有些分立元件的焊点，也不出现闭环形，填满或者其他形状。