PCB科技 - 高頻電路設計與佈線技巧十則

【第一招】多層板佈線高頻電路往往具有高集成度和高佈線密度。 使用多層板不僅是佈線的必要條件，也是减少干擾的有效手段。

在印刷電路板佈局階段，合理選擇具有一定層數的印製板尺寸，可以充分利用中間層設定遮罩，更好地實現最近接地，有效降低寄生電感，縮短訊號傳輸長度， 所有這些方法都有利於提高高頻電路的可靠性，如减少訊號交叉干擾。

一些資料表明，當使用相同的資料時，四層板的雜訊比雙面板低20dB。

然而，也存在一個問題。 印刷電路板半層越多，製造過程越複雜，組織成本越高。 這要求我們除了選擇適當的層數外，還要選擇具有適當層數的印刷電路板。 合理的組件佈局規劃，並使用正確的佈線規則來完成設計。

[第二個竅門]高速電子設備引脚之間的引線應盡可能少地彎曲。 高頻電路接線的引線最好使用全直線，需要轉動。 它可以通過45度折線或圓弧轉動。 它僅用於提高銅箔的固定强度，但在高頻電路中，滿足這一要求可以减少高頻訊號的外部發射和互耦。

[第3個技巧]高頻電路設備引脚之間的引線越短越好。 訊號的輻射强度與訊號線的長度成正比。 高頻訊號的引線越長，就越容易與之耦合。 對於高頻訊號線，如訊號時鐘、晶體振盪器、DDR公司公司數據、LVDS線、通用串口匯流排線、高清多媒體介面（High Def在裡面它ion Mul時間dia 在裡面terface）線等，要求記錄道盡可能短。

[第四項措施]高頻電路器件引脚之間的引線層交替越少越好。 所謂“引線層交替越少越好”，是指組件連接過程中使用的過孔（（通過））越少越好。 在數據方面，一個通孔可以產生約0.5pF的分佈電容。 减少過孔的數量可以顯著提高速度並减少數據錯誤的可能性。

[第五個技巧]注意訊號線在緊密並行佈線中引入的“串擾”。 高頻電路佈線應注意緊密並聯佈線中訊號線引入的“串擾”。 串擾是指未直接連接的訊號線。 耦合現象。

由於高頻訊號沿傳輸線以電磁波的形式傳輸，訊號線將充當天線，電磁場的能量將在傳輸線周圍發射。 由於訊號之間的電磁場相互耦合，會產生不希望的雜訊訊號。 稱為串擾（串擾）。

印刷電路板層的參數、訊號線的間距、驅動端和接收端的電力特性以及訊號線的終止方法都對串擾有一定的影響。

囙此，為了减少高頻訊號的串擾，佈線時需要盡可能做到以下幾點：當佈線空間允許時，在串擾更嚴重的兩根導線之間插入地線或接地板。 發揮隔離作用，减少串擾。

當訊號線周圍空間中存在時變電磁場時，如果無法避免平行分佈，可在平行訊號線的另一側佈置大面積的“地”，以大大减少干擾。

如果佈線空間允許，新增相鄰訊號線之間的間距，减少訊號線的平行長度，並儘量使時鐘線垂直於關鍵訊號線，而不是平行。 如果同一層中的平行記錄道幾乎不可避免，則兩個相鄰層中的記錄道方向必須相互垂直。

在數位電路中，通常的時鐘訊號是邊緣變化快的訊號，具有很高的外部串擾。 囙此，在設計中，建議使用地線圍繞時鐘線，並沖出更多地線孔，以减少分佈電容，從而减少串擾。 對於高頻訊號時鐘，儘量使用低壓差分時鐘訊號和接地管道，並注意接地孔的完整性。

未使用的輸入端子不應懸掛，而應接地或連接到電源（電源也在高頻訊號回路中接地），因為懸掛線可能等效於發射天線，接地可能會抑制發射。 實踐證明，使用這種方法消除串擾有時可以產生立竿見影的效果。

[第六招]在集成電路塊的電源引脚上添加一個高頻去耦電容器。 在每個集成電路塊的電源引脚上添加一個高頻去耦電容器。 新增電源引脚的高頻去耦電容可以有效抑制高頻諧波對電源引脚的干擾。

【第七招】高頻數位信號的地線與類比信號的地線應隔離。 將類比地線、數位地線等連接到公共地線時，應使用高頻扼流圈磁珠連接或直接隔離，並選擇合適的位置進行單點互連。

高頻數位信號地線的地電位一般不一致，兩者之間往往直接存在一定的電壓差。 此外，高頻數位信號的地線通常包含非常豐富的高頻訊號諧波成分。 當數位信號地線和類比信號地線直接連接時，高頻訊號的諧波會通過地線耦合干擾類比信號。

囙此，在正常情况下，高頻數位信號的地線與類比信號的地線應隔離，可採用合適位置的單點互連方法或高頻扼流圈磁珠互連方法。

[第八個提示]避免由痕迹形成的迴圈。 儘量不要在各種高頻訊號跡線中形成環路。 如果不可避免，請使回路面積盡可能小。

[第九招]必須確保良好的訊號阻抗匹配。 在訊號傳輸過程中，當阻抗不匹配時，訊號將在傳輸通道中反射。 反射將導致合成訊號形成超調，導致訊號在邏輯閾值附近波動。

消除反射的基本方法是很好地匹配傳輸訊號的阻抗。 由於負載阻抗和傳輸線特性阻抗之間的差值越大，反射越大，囙此訊號傳輸線的特性阻抗應盡可能與負載阻抗相等。

同時，請注意，印刷電路板上的傳輸線不得有突然變化或轉角，並儘量保持傳輸線每個點的阻抗連續，否則傳輸線各段之間會有反射。

這要求在高速PCB佈線期間，必須遵守以下佈線規則：通用串口匯流排佈線規則。

需要通用串口匯流排訊號差分路由，線寬1000萬，線間距6英里，地線和訊號線間距6英里。

高清多媒體介面（High Def在裡面ition Multimedia Interface）佈線規則。

需要高清多媒體介面（High Definition Multimedia Interface）訊號差分路由，線寬為1000萬，線間距為6英里，每兩組高清多媒體介面（High Definition Multimedia Interface）差分訊號對之間的間距超過20英里。

LVDS佈線規則。

要求LVDS訊號差分佈線，線寬7英里，線間距6英里，目的是控制高清多媒體介面（High Definition Multimedia Interface）的差分訊號對阻抗為100+-15%歐姆 DDR佈線規則。

DDR1佈線要求訊號盡可能不穿過孔。 訊號線的寬度和線間距相等。 佈線必須符合2瓦原則，以减少訊號之間的串擾。 對於DDR2及以上的高速設備，還需要高頻數據。 線路長度相等，以確保訊號的阻抗匹配。

【第十招】保持訊號傳輸的完整性。 保持訊號傳輸的完整性，防止地線分裂引起的“地彈現象”。