高频印刷电路板设计太复杂?你需要知道这些接线技巧

高频电路设计是一个非常复杂的设计过程,其布线对整个设计非常重要!接下来,我将分享一些高频印刷电路板设计的布线技巧。

高频PCB布线技巧

1.多层板布线

高频电路通常高度集成并且具有高布线密度。多层板不仅是布线所必需的,也是减少干扰的有效手段。在印刷电路板布局阶段,合理选择一定层数的印刷电路板尺寸,可以充分利用中间层设置屏蔽,更好地实现就近接地,有效降低寄生电感,缩短信号传输长度,同时可以大大降低信号的交叉干扰。所有这些方法都有利于高频电路的可靠性。

2.引线越短越好

信号的辐射强度与信号线的迹线长度成正比。高频信号引线越长,就越容易耦合到附近的元件。因此,走线长度越短,对高频信号线(如时钟、晶体振荡器、DDR数据、LVDS线、USB线、HDMI线等)越好。

3.引线弯折越少越好

高频电路布线的引线最好都是直线,需要转弯,可以用45度折线或圆弧转弯。该要求仅用于提高低频电路中铜箔的固定强度,而在高频电路中,满足该要求可以减少高频信号的外部发射和相互耦合。

4.引线层间交替越少越好

所谓的“引线的层间交替越少越好”意味着元件连接过程中使用的过孔越少越好。据测量,一个过孔可以产生大约0.5pF的分布电容,减少过孔数量可以显著提高速度并降低数据错误的可能性。

5.注意信号线近距离平行走线引入的“串扰”

高频电路布线应注意信号线短距离平行布线引入的“串扰”。串扰是指没有直接连接的信号线之间的耦合现象。由于高频信号是以电磁波的形式沿着传输线传输的,所以信号线将充当天线,电磁场的能量将围绕传输线发射。由信号之间的电磁场的相互耦合产生的不希望的噪声信号被称为串扰。

印刷电路板层的参数、信号线的间距、驱动和接收端子的电特性以及信号线的端接方式都对串扰有一定的影响。

6.集成电路块的电源引脚增加高频退藕电容

高频去耦电容被添加到附近每个集成电路块的电源引脚。增加电源引脚的高频去耦电容可以有效抑制高频谐波对电源引脚造成的干扰。

7.高频数字信号的地线和模拟信号地线做隔离

连接模拟接地线、数字接地线等时。对于公共接地线,应使用高频扼流磁珠进行连接或直接隔离,并为单点互连选择合适的位置。高频数字信号的地线的地电位通常是不一致的,两者之间经常存在一定的电压差。此外,高频数字信号的地线通常包含非常丰富的高频信号谐波成分。当数字信号的地线和模拟信号的地线直接连接时,高频信号的谐波成分会通过地线耦合干扰模拟信号。因此,在正常情况下,高频数字信号的地线和模拟信号的地线应该是隔离的,可以采用适当位置的单点互连方法或高频扼流圈磁珠互连方法。

8.避免走线形成的环路

各种高频信号走线不应尽可能形成环路,如果无法避免,环路面积应尽可能小。

9.必须保证良好的信号阻抗匹配

在信号传输过程中,当阻抗不匹配时,信号会在传输通道中反射,使复合信号形成过冲,导致信号在逻辑阈值附近波动。

消除反射的基本方法是使传输信号的阻抗匹配良好。负载阻抗和传输线的特性阻抗之间的差异越大,反射越大,因此信号传输线的特性阻抗应尽可能等于负载阻抗。同时,我们也要注意,印刷电路板上的传输线不能有突变或拐角,要尽量保持传输线各点的阻抗连续,否则传输线各段之间会有反射。

10.保持信号传输的完整性

保持信号传输的完整性,防止地线分裂造成的“接地反弹”。