高手布線攻略:PCB高頻布線的8個規範
發布時間:2015-03-14 責任編輯:sherryyu
【導讀】熟悉布線的工程師們都清楚高頻電路往往集成度較高、布線密度大的一種PCB線路設計,一般采用多層板,它的優勢表現在既是布線所必須,也是降低幹擾的有效手段。在PCB Layoutjieduan,helidexuanzeyidingcengshudeyinzhibanchicun,nengchongfenliyongzhongjiancenglaishezhipingbi,genghaodishixianjiujinjiedi,bingyouxiaodijiangdijishengdianganhesuoduanxinhaodechuanshuchangdu,tongshihainengdafududijiangdixinhaodejiaochaganraodeng,suoyouzhexiefangfadouduigaopindianludekekaoxingyouli。
同種材料時,四層板要比雙麵板的噪聲低20dB。但是,同時也存在一個問題,PCB半層數越高,製造工藝越複雜,單位成本也就越高,這就要求在進行PCB Layout時,除了選擇合適的層數的PCB板,還需要進行合理的元器件布局規劃,並采用正確的布線規則來完成設計。

1、高頻電路器件管腳間的引線層間交替越少越好
所謂“引線的層間交替越少越好”是指元件連接過程中所用的過孔(Via)越少越好。一個過孔可帶來約0.5pF的分布電容,減少過孔數能顯著提高速度和減少數據出錯的可能性。
2、高頻電路器件管腳間的引線越短越好
信(xin)號(hao)的(de)輻(fu)射(she)強(qiang)度(du)是(shi)和(he)信(xin)號(hao)線(xian)的(de)走(zou)線(xian)長(chang)度(du)成(cheng)正(zheng)比(bi)的(de),高(gao)頻(pin)的(de)信(xin)號(hao)引(yin)線(xian)越(yue)長(chang),它(ta)就(jiu)越(yue)容(rong)易(yi)耦(ou)合(he)到(dao)靠(kao)近(jin)它(ta)的(de)元(yuan)器(qi)件(jian)上(shang)去(qu),所(suo)以(yi)對(dui)於(yu)諸(zhu)如(ru)信(xin)號(hao)的(de)時(shi)鍾(zhong)、晶振、DDR的數據、LVDS線、USB線、HDMI線等高頻信號線都是要求盡可能的走線越短越好。
3、高速電子器件管腳間的引線彎折越少越好
高頻電路布線的引線最好采用全直線,需要轉折,可用45度(du)折(zhe)線(xian)或(huo)者(zhe)圓(yuan)弧(hu)轉(zhuan)折(zhe),這(zhe)種(zhong)要(yao)求(qiu)在(zai)低(di)頻(pin)電(dian)路(lu)中(zhong)僅(jin)僅(jin)用(yong)於(yu)提(ti)高(gao)銅(tong)箔(bo)的(de)固(gu)著(zhe)強(qiang)度(du),而(er)在(zai)高(gao)頻(pin)電(dian)路(lu)中(zhong),滿(man)足(zu)這(zhe)一(yi)要(yao)求(qiu)卻(que)可(ke)以(yi)減(jian)少(shao)高(gao)頻(pin)信(xin)號(hao)對(dui)外(wai)的(de)發(fa)射(she)和(he)相(xiang)互(hu)間(jian)的(de)耦(ou)合(he)。
4、注意信號線近距離平行走線引入的“串擾”
高頻電路布線要注意信號線近距離平行走線所引入的“串擾”,chuanraoshizhimeiyouzhijielianjiedexinhaoxianzhijiandeouhexianxiang。youyugaopinxinhaoyanzhechuanshuxianshiyidiancibodexingshichuanshude,xinhaoxianhuiqidaotianxiandezuoyong,diancichangdenenglianghuizaichuanshuxiandezhouweifashe,xinhaozhijianyouyudiancichangdexianghuouheerchanshengdebuqiwangdezaoshengxinhaochengweichuanrao(Crosstalk)。PCB板層的參數、信號線的間距、驅(qu)動(dong)端(duan)和(he)接(jie)收(shou)端(duan)的(de)電(dian)氣(qi)特(te)性(xing)以(yi)及(ji)信(xin)號(hao)線(xian)端(duan)接(jie)方(fang)式(shi)對(dui)串(chuan)擾(rao)都(dou)有(you)一(yi)定(ding)的(de)影(ying)響(xiang)。所(suo)以(yi)為(wei)了(le)減(jian)少(shao)高(gao)頻(pin)信(xin)號(hao)的(de)串(chuan)擾(rao),在(zai)布(bu)線(xian)的(de)時(shi)候(hou)要(yao)求(qiu)盡(jin)可(ke)能(neng)的(de)做(zuo)到(dao)以(yi)下(xia)幾(ji)點(dian):
(1)在布線空間允許的條件下,在串擾較嚴重的兩條線之間插入一條地線或地平麵,可以起到隔離的作用而減少串擾;
(2)當信號線周圍的空間本身就存在時變的電磁場時,若無法避免平行分布,可在平行信號線的反麵布置大麵積“地”來大幅減少幹擾;
(3)在布線空間許可的前提下,加大相鄰信號線間的間距,減小信號線的平行長度,時鍾線盡量與關鍵信號線垂直而不要平行;
(4)如果同一層內的平行走線幾乎無法避免,在相鄰兩個層,走線的方向務必卻為相互垂直;
(5)zaishuzidianluzhong,tongchangdeshizhongxinhaodoushibianyanbianhuakuaidexinhao,duiwaichuanraoda。suoyizaishejizhong,shizhongxianyiyongdixianbaoweiqilaibingduodadixiankonglaijianshaofenbudianrong,congerjianshaochuanrao;
(6)對高頻信號時鍾盡量使用低電壓差分時鍾信號並包地方式,需要注意包地打孔的完整性;
(7)閑置不用的輸入端不要懸空,而是將其接地或接電源(電源在高頻信號回路中也是地),因為懸空的線有可能等效於發射天線,接地就能抑製發射。實踐證明,用這種辦法消除串擾有時能立即見效。
5、高頻數字信號的地線和模擬信號地線做隔離
模擬地線、數shu字zi地di線xian等deng接jie往wang公gong共gong地di線xian時shi要yao用yong高gao頻pin扼e流liu磁ci珠zhu連lian接jie或huo者zhe直zhi接jie隔ge離li並bing選xuan擇ze合he適shi的de地di方fang單dan點dian互hu聯lian。高gao頻pin數shu字zi信xin號hao的de地di線xian的de地di電dian位wei一yi般ban是shi不bu一yi致zhi的de,兩liang者zhe直zhi接jie常chang常chang存cun在zai一yi定ding的de電dian壓ya差cha,而er且qie,高gao頻pin數shu字zi信xin號hao的de地di線xian還hai常chang常chang帶dai有you非fei常chang豐feng富fu的de高gao頻pin信xin號hao的de諧xie波bo分fen量liang,當dang直zhi接jie連lian接jie數shu字zi信xin號hao地di線xian和he模mo擬ni信xin號hao地di線xian時shi,高gao頻pin信xin號hao的de諧xie波bo就jiu會hui通tong過guo地di線xian耦ou合he的de方fang式shi對dui模mo擬ni信xin號hao進jin行xing幹gan擾rao。所suo以yi通tong常chang情qing況kuang下xia,對dui高gao頻pin數shu字zi信xin號hao的de地di線xian和he模mo擬ni信xin號hao的de地di線xian是shi要yao做zuo隔ge離li的de,可ke以yi采cai用yong在zai合he適shi位wei置zhi單dan點dian互hu聯lian的de方fang式shi,或huo者zhe采cai用yong高gao頻pin扼e流liu磁ci珠zhu互hu聯lian的de方fang式shi。
6、集成電路塊的電源引腳增加高頻退藕電容
每(mei)個(ge)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)塊(kuai)的(de)電(dian)源(yuan)引(yin)腳(jiao)就(jiu)近(jin)增(zeng)一(yi)個(ge)高(gao)頻(pin)退(tui)藕(ou)電(dian)容(rong)。增(zeng)加(jia)電(dian)源(yuan)引(yin)腳(jiao)的(de)高(gao)頻(pin)退(tui)藕(ou)電(dian)容(rong),可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)地(di)抑(yi)製(zhi)電(dian)源(yuan)引(yin)腳(jiao)上(shang)的(de)高(gao)頻(pin)諧(xie)波(bo)形(xing)成(cheng)幹(gan)擾(rao)。
7、避免走線形成的環路
各類高頻信號走線盡量不要形成環路,若無法避免則應使環路麵積盡量小。
8、必須保證良好的信號阻抗匹配
信(xin)號(hao)在(zai)傳(chuan)輸(shu)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong),當(dang)阻(zu)抗(kang)不(bu)匹(pi)配(pei)的(de)時(shi)候(hou),信(xin)號(hao)就(jiu)會(hui)在(zai)傳(chuan)輸(shu)通(tong)道(dao)中(zhong)發(fa)生(sheng)信(xin)號(hao)的(de)反(fan)射(she),反(fan)射(she)會(hui)使(shi)合(he)成(cheng)信(xin)號(hao)形(xing)成(cheng)過(guo)衝(chong),導(dao)致(zhi)信(xin)號(hao)在(zai)邏(luo)輯(ji)門(men)限(xian)附(fu)近(jin)波(bo)動(dong)。
消xiao除chu反fan射she的de根gen本ben辦ban法fa是shi使shi傳chuan輸shu信xin號hao的de阻zu抗kang良liang好hao匹pi配pei,由you於yu負fu載zai阻zu抗kang與yu傳chuan輸shu線xian的de特te性xing阻zu抗kang相xiang差cha越yue大da反fan射she也ye越yue大da,所suo以yi應ying盡jin可ke能neng使shi信xin號hao傳chuan輸shu線xian的de特te性xing阻zu抗kang與yu負fu載zai阻zu抗kang相xiang等deng。同tong時shi還hai要yao注zhu意yiPCB上的傳輸線不能出現突變或拐角,盡量保持傳輸線各點阻抗連續,否則在傳輸線各段之間也將會出現反射。這就要求在進行高速PCB布線時,必須要遵守以下布線規則:
(1)LVDS布線規則。要求LVDS信號差分走線,線寬7mil,線距6mil,目的是控製HDMI的差分信號對阻抗為100+-15%歐姆;
(2)USB布線規則。要求USB信號差分走線,線寬10mil,線距6mil,地線和信號線距6mil;
(3)HDMI布線規則。要求HDMI信號差分走線,線寬10mil,線距6mil,每兩組HDMI差分信號對的間距超過20mil;
(4)DDR布線規則。DDR1走線要求信號盡量不走過孔,信號線等寬,線與線等距,走線必須滿足2W原則,以減少信號間的串擾,對DDR2及以上的高速器件,還要求高頻數據走線等長,以保證信號的阻抗匹配。
最後我們還要做到的是保持整體電路信號傳輸的完整性,防止由於地線分割引起的“地彈現象”。
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 邊緣AI的發展為更智能、更可持續的技術鋪平道路
- 每台智能體PC,都是AI時代的新入口
- IAR作為Qt Group獨立BU攜兩項重磅汽車電子應用開發方案首秀北京車展
- 構建具有網絡彈性的嵌入式係統:來自行業領袖的洞見
- 數字化的線性穩壓器
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
SATA連接器
SD連接器
SII
SIM卡連接器
SMT設備
SMU
SOC
SPANSION
SRAM
SSD
ST
ST-ERICSSON
Sunlord
SynQor
s端子線
Taiyo Yuden
TDK-EPC
TD-SCDMA功放
TD-SCDMA基帶
TE
Tektronix
Thunderbolt
TI
TOREX
TTI
TVS
UPS電源
USB3.0
USB 3.0主控芯片
USB傳輸速度


