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PCB科技 - 高速PCB設計中的佈線技巧是什麼

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PCB科技 - 高速PCB設計中的佈線技巧是什麼

高速PCB設計中的佈線技巧是什麼

2021-10-24
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Author:Downs

高頻PCB往往具有高集成度和高佈線密度. 多層板的使用不僅僅是佈線所必需的, 也是减少干擾的有效手段. 在 PCB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層, 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高頻電路的可靠性, 如訊號交叉干擾的幅度降低. 使用相同的資料, 四層板的雜訊比雙面板低20dB. 然而, 還有一個問題. PCB半層的數量越高, 製造過程越複雜,組織成本越高. 設計時需要PCB, 除了選擇適當的PCB板層數之外, 還需要對部件進行合理的佈局規劃,並採用正確的佈線規則來完成設計.

1、高頻電路器件引脚之間交替的引線層越少越好

所謂“引線的層間交替越少越好”是指組件連接過程中使用的過孔(

2、高頻電路器件引脚之間的引線越短越好

電路板

訊號的輻射强度與訊號線的軌跡長度成正比。 高頻訊號導線越長,就越容易與靠近它的部件耦合。 囙此,對於時鐘、晶體振盪器、DDR數據、LVDS線、USB線、HDMI線和其他高頻訊號線等訊號,要求盡可能短。

3、高速電子設備引脚之間的導線彎曲越少越好

高頻電路接線的引線最好採用全直線,需要轉動。 它可以通過45度折線或圓弧旋轉。 該要求僅用於提高低頻電路中銅箔的固定强度,而在高頻電路中,滿足該要求。 一個要求可以减少高頻訊號的外部發射和互耦。

4、注意近距離平行訊號線引入的“串擾”

高頻 PCB佈線 應注意緊密並行佈線中訊號線引入的“串擾”. 串擾是指未直接連接的訊號線之間的耦合現象. 因為高頻訊號是以電磁波的形式沿著傳輸線傳輸的, 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,會產生不需要的雜訊訊號. Called crosstalk (Crosstalk). PCB層的參數, 訊號線的間距, 驅動端和接收端的電力特性, 而訊號線終止方法都對串擾有一定的影響. 因此, 為了减少高頻訊號的串擾, 接線時應盡可能做到以下幾點:

(1)在佈線空間允許的情况下,在串擾較嚴重的兩根導線之間插入地線或接地層,可以起到隔離和减少串擾的作用;

(2)當訊號線周圍空間中存在時變電磁場時,如果無法避免並行分佈,則可以在並行訊號線的另一側佈置大面積的“地”,以大大减少干擾;

(3)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,儘量使時鐘線垂直於關鍵訊號線,而不是平行;

(4)如果幾乎無法避免在同一層中進行平行佈線,則在兩個相鄰層中,佈線方向必須相互垂直;

(5)在數位電路中,通常的時鐘訊號是邊緣變化快的訊號,具有較高的外部串擾。 囙此,在設計中,時鐘線應被地線包圍,並應使用更多地線孔來减少分佈電容,從而减少串擾;

(6)對於高頻訊號時鐘,儘量使用低壓差分時鐘訊號並包裹接地模式,並注意接地穿孔的完整性;

(7)不要掛起未使用的輸入端子,而是將其接地或將其連接到電源(電源也在高頻訊號回路中接地),因為懸掛導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立即產生效果。

5、隔離高頻數位信號地線和類比信號地線

當類比地線、數位地線等連接到公共地線時,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通常不一致。 兩者之間通常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高頻訊號中非常豐富的諧波成分。 當數位信號地線和類比信號地線直接連接時,高頻訊號的諧波將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和類比信號的地線將被隔離,並且可以在適當的位置使用單點互連方法,或者可以使用高頻扼流圈磁珠互連方法。

6、在集成電路塊的電源引脚上添加高頻去耦電容器

在附近每個集成電路塊的電源引脚上添加高頻去耦電容器。 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。

7、避免接線形成回路

各種高頻訊號軌跡不應盡可能形成回路。 如果不可避免,回路面積應盡可能小。

8、必須保證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. 因為負載阻抗和傳輸線的特性阻抗之間的差异越大, 反射越大, 囙此,訊號傳輸線的特性阻抗應盡可能等於負載阻抗. 同時, 請注意 PCB電路板 不能有突然的變化或轉角, 並儘量保持傳輸線每個點的阻抗連續, 否則,傳輸線的各個部分之間會出現反射.