關於PCB高頻電路板布線那些事
發布時間:2018-10-11 責任編輯:lina
【導讀】隨著電子技術快速發展,以及無線通信技術在各領域的廣泛應用,高頻、高速、高密度已逐步成為現代電子產品的顯著發展趨勢之一。信號傳輸高頻化和高速數字化,迫使PCB走向微小孔與埋/盲孔化、導線精細化、介質層均勻薄型化,高頻高速高密度多層PCB設計技術已成為一個重要的研究領域。本文首先對高頻電路板做了簡單介紹,其次闡述了PCB設計高頻電路板布線技巧,最後介紹了PCB設計高頻電路板布線注意事項,具體的跟隨小編一起來了解一下。

隨著電子技術快速發展,以及無線通信技術在各領域的廣泛應用,高頻、高速、高密度已逐步成為現代電子產品的顯著發展趨勢之一。信號傳輸高頻化和高速數字化,迫使PCB走向微小孔與埋/盲孔化、導線精細化、介質層均勻薄型化,高頻高速高密度多層PCB設計技術已成為一個重要的研究領域。本文首先對高頻電路板做了簡單介紹,其次闡述了PCB設計高頻電路板布線技巧,最後介紹了PCB設計高頻電路板布線注意事項,具體的跟隨小編一起來了解一下。
高頻電路板簡介
高頻電路板是電磁頻率較高的特種電路板,一般來說,高頻可定義為頻率在1GHz以上。其各項物理性能、精度、技術參數要求非常高,常用於汽車防碰撞係統、衛星係統、無線電係統等領域。
gaishiyongxinxingtigongdezhezhonggaopindianluban,yuxinbanzhongkongcaodeshangkaikouhexiakaikoubianyuanchusheyoukezudangliujiaodedangbian,zheyang,xinbanyuzhiyuqishangbiaomianhexiabiaomiandefutongbanzhanheshiliujiaobuhuijinruzhongkongcaonei,jiyiciyahejikewanchengzhanjiecaozuo,jiaoxianyoujishuxujingerciyahecainengwanchengdegaopindianluban,gaishiyongxinxingzhongdegaopindianlubanjiegoujiandan,chengbendi,yiyuzhizao。
PCB設計高頻電路板布線技巧
一、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)。
二、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。
三、高頻電路器件管腳間的引線越短越好
xinhaodefusheqiangdushihexinhaoxiandezouxianchangduchengzhengbide,gaopindexinhaoyinxianyuechang,tajiuyuerongyiouhedaokaojintadeyuanqijianshangqu,suoyiduiyuzhuruxinhaodeshizhong、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。
四、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”,串chuan擾rao是shi指zhi沒mei有you直zhi接jie連lian接jie的de信xin號hao線xian之zhi間jian的de耦ou合he現xian象xiang。由you於yu高gao頻pin信xin號hao沿yan著zhe傳chuan輸shu線xian是shi以yi電dian磁ci波bo的de形xing式shi傳chuan輸shu的de,信xin號hao線xian會hui起qi到dao天tian線xian的de作zuo用yong,電dian磁ci場chang的de能neng量liang會hui在zai傳chuan輸shu線xian的de周zhou圍wei發fa射she,信xin號hao之zhi間jian由you於yu電dian磁ci場chang的de相xiang互hu耦ou合he而er產chan生sheng的de不bu期qi望wang的de噪zao聲sheng信xin號hao稱cheng為wei串chuan擾rao(Crosstalk)。PCB板層的參數、信號線的間距、qudongduanhejieshouduandedianqitexingyijixinhaoxianduanjiefangshiduichuanraodouyouyidingdeyingxiang。suoyiweilejianshaogaopinxinhaodechuanrao,zaibuxiandeshihouyaoqiujinkenengdezuodaoyixiajidian:
(1)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;
(2)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;
(3)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;
(4)在zai數shu字zi電dian路lu中zhong,通tong常chang的de時shi鍾zhong信xin號hao都dou是shi邊bian沿yan變bian化hua快kuai的de信xin號hao,對dui外wai串chuan擾rao大da。所suo以yi在zai設she計ji中zhong,時shi鍾zhong線xian宜yi用yong地di線xian包bao圍wei起qi來lai並bing多duo打da地di線xian孔kong來lai減jian少shao分fen布bu電dian容rong,從cong而er減jian少shao串chuan擾rao;
(5)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;
(6)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;
(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。
五、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)。
六、高頻數字信號的地線和模擬信號地線做隔離
模擬地線、shuzidixiandengjiewanggonggongdixianshiyaoyonggaopineliucizhulianjiehuozhezhijiegelibingxuanzeheshidedifangdandianhulian。gaopinshuzixinhaodedixiandedidianweiyibanshibuyizhide,liangzhezhijiechangchangcunzaiyidingdedianyacha,erqie,gaopinshuzixinhaodedixianhaichangchangdaiyoufeichangfengfudegaopinxinhaodexiebofenliang,dangzhijielianjieshuzixinhaodixianhemonixinhaodixianshi,gaopinxinhaodexiebojiuhuitongguodixianouhedefangshiduimonixinhaojinxingganrao。suoyitongchangqingkuangxia,duigaopinshuzixinhaodedixianhemonixinhaodedixianshiyaozuogelide,keyicaiyongzaiheshiweizhidandianhuliandefangshi,huozhecaiyonggaopineliucizhuhuliandefangshi。
七、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。
PCB設計高頻電路板布線注意事項
1)合理選擇層數
在PCB設計中對高頻電路板布線時,利用中間內層平麵作為電源和地線層,可以起到屏蔽的作用,有效降低寄生電感、縮短信號線長度、降低信號間的交叉幹擾,一般情況下,四層板比兩層板的噪聲低 20dB。
2)走線方式
在PCB設計中對高頻電路板布線時,走線必須按照 45°角拐彎,這樣可以減小高頻信號的發射和相互之間的耦合。
(3)走線長度
在PCB設計中對高頻電路板布線時,走線長度越短越好,兩根線並行距離越短越好。
(4)過孔數量
在PCB設計中對高頻電路板布線時,過孔數量越少越好。
5)層間布線方向
在PCB設計中對高頻電路板布線時,層間布線方向應該取垂直方向,就是頂層為水平方向,底層為垂直方向,這樣可以減小信號間的幹擾。
6)敷銅
在PCB設計中對高頻電路板布線時,增加接地的敷銅可以減小信號間的幹擾。
7)包地
在PCB設she計ji中zhong對dui高gao頻pin電dian路lu板ban布bu線xian時shi,對dui重zhong要yao的de信xin號hao線xian進jin行xing包bao地di處chu理li,可ke以yi顯xian著zhu提ti高gao該gai信xin號hao的de抗kang幹gan擾rao能neng力li,當dang然ran還hai可ke以yi對dui幹gan擾rao源yuan進jin行xing包bao地di處chu理li,使shi其qi不bu能neng幹gan擾rao其qi它ta信xin號hao。
8)信號線
在PCB設計中對高頻電路板布線時,信號走線不能環路,需要按照菊花鏈方式布線。
9)去耦電容
在PCB設計中對高頻電路板布線時,在集成電路的電源端跨接去耦電容。
10)高頻扼流
在PCB設計中對高頻電路板布線時,數字地、模擬地等連接公共地線時要接高頻扼流器件,一般是中心孔穿有導線的高頻鐵氧體磁珠。
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