可靠的高速PCB信號走線九大規則
發布時間:2017-08-28 責任編輯:susan
【導讀】PCB板的設計是電子工程師的必修課,而想要設計出一塊完美的PCB板也並不是看上去的那麼容易。一塊完美的PCB板不僅需要做到元件選擇和設置合理,還需要具備良好的信號傳導性能。本文將詳解PCB高速信號電路設計中的布線規則。
規則一:高速信號走線屏蔽規則
在高速的PCB設計中,時鍾等關鍵的高速信號線,走線需要進行屏蔽處理,如果沒有屏蔽或隻屏蔽了部分,都會造成EMI的泄漏。建議屏蔽線,每1000mil,打孔接地。

圖1.高速信號線
規則二:高速信號的走線閉環規則
由於PCB板的密度越來越高,很多PCB LAYOUT工程師在走線的過程中,很容易出現一種失誤,即時鍾信號等高速信號網絡,在多層的PCB走線的時候產生了閉環的結果,這樣的閉環結果將產生環形天線,增加EMI的輻射強度。

圖2.閉環規則
規則三:高速信號的走線開環規則
規則二提到高速信號的閉環會造成EMI輻射,然而開環同樣會造成EMI輻射。
時鍾信號等高速信號網絡,在多層的PCB走線的時候一旦產生了開環的結果,將產生線形天線,增加EMI的輻射強度。

圖3.開環規則
規則四:高速信號的特性阻抗連續規則
高速信號,在層與層之間切換的時候必須保證特性阻抗的連續,否則會增加EMI的輻射。也就是說,同層的布線的寬度必須連續,不同層的走線阻抗必須連續。

圖4.特性阻抗連續規則
規則五:高速PCB設計的布線方向規則
相鄰兩層間的走線必須遵循垂直走線的原則,否則會造成線間的串擾,增加EMI輻射。
簡而言之,相鄰的布線層遵循橫平豎垂的布線方向,垂直的布線可以抑製線間的串擾。

圖5.布線方向
規則六:高速PCB設計中的拓撲結構規則
在高速PCB設計中,線路板特性阻抗的控製和多負載情況下的拓撲結構的設計,直接決定著產品的成功還是失敗。
圖示為菊花鏈式拓撲結構,一般用於幾Mhz的情況下為益。高速PCB設計中建議使用後端的星形對稱結構。

圖6.拓撲結構
規則七:走線長度的諧振規則
檢查信號線的長度和信號的頻率是否構成諧振,即當布線長度為信號波長1/4的時候的整數倍時,此布線將產生諧振,而諧振就會輻射電磁波,產生幹擾。

圖7.諧振規則
規則八:回流路徑規則
所suo有you的de高gao速su信xin號hao必bi須xu有you良liang好hao的de回hui流liu路lu徑jing。盡jin可ke能neng地di保bao證zheng時shi鍾zhong等deng高gao速su信xin號hao的de回hui流liu路lu徑jing最zui小xiao。否fou則ze會hui極ji大da的de增zeng加jia輻fu射she,並bing且qie輻fu射she的de大da小xiao和he信xin號hao路lu徑jing和he回hui流liu路lu徑jing所suo包bao圍wei的de麵mian積ji成cheng正zheng比bi。

圖8.回流路徑
規則九:器件的退耦電容擺放規則
退耦電容的擺放的位置非常的重要。擺放不合理根本起不到退耦的效果。其原則是:靠近電源的管腳,並且電容的電源走線和地線所包圍的麵積最小。

圖9.退耦電容
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