PCB科技 - 高頻電路板佈線經驗

1、多層電路板佈線

高頻電路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. 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, 還有一個問題. 電路板的半層數越高, 製造過程越複雜, 組織成本越高. 這要求我們在執行時選擇適當的電路板層數 PCB佈局. 進行合理的部件佈局規劃, 並使用正確的接線規則來完成 PCB設計.

2、高速電子器件引脚之間的導線彎曲越小越好

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。

3、高頻電路器件引脚之間的引線越短越好

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。

4、高頻電路器件引脚之間交替的引線層越少越好

所謂“導線的層間交替越少”, 更好" means that the fewer vias (Via) used in the component connection process, the better. 根據側面, 一個通孔可以產生0.5pF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.

5、注意近距離平行訊號線引入的“串擾”

高頻電路佈線應注意訊號線緊密平行佈線引起的“串擾”。 串擾是指未直接連接的訊號線之間的耦合現象。 由於高頻訊號以電磁波的形式沿著傳輸線傳輸，囙此訊號線將充當天線，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。 稱為串擾（crosstalk）。 PCB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，在佈線時需要盡可能做到以下幾點：

如果佈線空間允許，在串擾更嚴重的兩條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。

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。

在佈線空間允許的前提下，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。

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。

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包裹接地模式，並注意封裝接地穿孔的完整性。

未使用的輸入端子不應懸空，而應接地或連接到電源（電源也在高頻訊號回路中接地），因為懸空線可能等效於發射天線，接地可以抑制發射。 實踐證明，使用這種方法消除串擾有時可以立即產生效果。

6. 將高頻去耦電容器添加到 集成電路板 塊

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、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。