高頻電路往往具有高集成度和高布線密度，因此采用多層板不僅是布線，的需要，也是減少干擾的有效手段。在PCB布圖階段，合理選擇一定層數(shù)的PCB尺寸，可以充分利用中間層屏蔽，更好的實(shí)現(xiàn)附近的接地，有效降低寄生電感，縮短信號(hào)的傳輸長(zhǎng)度，大大降低信號(hào)的交叉干擾，這些方法都有利于高頻電路的可靠性。同樣的材料，四層板的噪音比雙層板低20dB。但是，同時(shí)也存在一個(gè)問題。PCB層數(shù)越高，制造工藝越復(fù)雜，單位成本越高。這就要求在PCB布局中，除了選擇合適的PCB層數(shù)外，還要進(jìn)行合理的元器件布局規(guī)劃，并采用正確的布線規(guī)則來完成設(shè)計(jì)。
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1.高頻電路器件引腳之間的引線層間交替越少越好
所謂“引線，層間交替越少越好”是指元件連接過程中使用的過孔越少越好。一個(gè)過孔可以產(chǎn)生大約0.5pF的分布電容。減少過孔數(shù)量可以顯著提高速度并降低數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的可能性。
2.高頻電路器件引腳之間的引線越短越好
信號(hào)的輻射強(qiáng)度與信號(hào)線的布線長(zhǎng)度成正比。高頻信號(hào)的引線越長(zhǎng)，就越容易耦合到靠近它的組件。因此，對(duì)于信號(hào)時(shí)鐘、晶振、DDR數(shù)據(jù)、LVDS線、USB線、HDMI線等高頻信號(hào)線，要求布線盡可能短。
3.高速電子設(shè)備引腳之間的引線彎曲越少越好高頻電路布線的引線最好采用全直線，需要轉(zhuǎn)彎，可以45度折線或圓弧轉(zhuǎn)彎。這個(gè)要求只是用來提高低頻電路中銅箔的固定強(qiáng)度，而在高頻電路中，滿足這個(gè)要求可以減少高頻信號(hào)的外發(fā)射和相互耦合。
4.注意信號(hào)線短距離平行布線引入的“串?dāng)_”
高頻電路的布線應(yīng)注意信號(hào)線，短距離平行布線引起的“串?dāng)_”，指的是信號(hào)線之間沒有直接連接的耦合現(xiàn)象。由于高頻信號(hào)以電磁波的形式沿傳輸線，傳輸，信號(hào)線將充當(dāng)天線，電磁場(chǎng)的能量將在傳輸線周圍發(fā)射。信號(hào)之間電磁場(chǎng)相互耦合產(chǎn)生的不希望有的噪聲信號(hào)稱為串?dāng)_。印刷電路板層的參數(shù)、信號(hào)線，間距、驅(qū)動(dòng)器和接收器的電氣特性以及信號(hào)線終端模式都對(duì)串?dāng)_有一定的影響。因此，為了減少高頻信號(hào)的串?dāng)_，要求在布線：盡可能做到以下幾點(diǎn)
(1)在布線空間條件下，在串?dāng)_嚴(yán)重的兩條線之間插入一個(gè)地線或地平面，可以起到隔離的作用，減少串?dāng)_；
(2)當(dāng)信號(hào)線，周圍空間存在時(shí)變電磁場(chǎng)時(shí)，如果無法避免平行分布，可以在平行信號(hào)線的對(duì)面布置大面積“地”，大大減少干擾；
(3)在布線空間許可的前提下，增加相鄰信號(hào)線之間的距離，減少信號(hào)線，的平行長(zhǎng)度，盡量使鐘線垂直于關(guān)鍵信號(hào)線而不是平行；
(4)如果同一層的平行布線幾乎是不可避免的，則相鄰兩層的布線方向必須相互垂直；
(5)在數(shù)字電路中，通常的時(shí)鐘信號(hào)是邊沿變化快、外部串?dāng)_大的信號(hào)。因此，在設(shè)計(jì)中，時(shí)鐘線被宜用地線包圍，并制作更多的地線孔，以減少分布電容，從而減少串?dāng)_；
(6)對(duì)于高頻信號(hào)時(shí)鐘，盡量并行使用低壓差分時(shí)鐘信號(hào)，注意打包帶的完整性；
(7)不用的輸入端不要懸空，要接地或接電源(高頻信號(hào)回路中電源也接地)，因?yàn)閼铱盏木€路可能相當(dāng)于發(fā)射天線，接地可以抑制傳輸。實(shí)踐證明，用這種方式消除串?dāng)_，有時(shí)候可以立竿見影。
(5)高頻數(shù)字信號(hào)的地線與模擬信號(hào)的地線分離
當(dāng)模擬地線和數(shù)字地線連接到公共地線，時(shí)，應(yīng)使用高頻扼流磁珠連接或直接隔離，并選擇合適的位置進(jìn)行單點(diǎn)互連。高頻數(shù)字信號(hào)的地線地電位一般是不一致的，兩者之間存在一定的電壓差。此外，高頻數(shù)字信號(hào)的地線通常包含高頻信號(hào)的非常豐富的諧波成分。當(dāng)數(shù)字信號(hào)地線和模擬信號(hào)地線直接相連時(shí)，高頻信號(hào)的諧波會(huì)通過地線耦合干擾模擬信號(hào)。因此，一般來說，高頻數(shù)字信號(hào)的地線和模擬信號(hào)的地線應(yīng)該是隔離的，它們可以在適當(dāng)位置的單個(gè)點(diǎn)上互連，或者通過高頻扼流圈互連。
(6)增加集成電路塊電源引腳上的高頻去耦電容
在附近每個(gè)集成電路塊的電源引腳上增加一個(gè)高頻去耦電容。增加電源引腳的高頻去耦電容可以有效抑制高頻諧波對(duì)電源引腳的干擾。
(7)避免布線形成回路
各種高頻信號(hào)路由盡量不要形成環(huán)路。如果不可避免，環(huán)路面積應(yīng)盡可能小。
(8)良好的信號(hào)阻抗毫安
在信號(hào)傳輸過程中，當(dāng)阻抗不匹配時(shí)，信號(hào)會(huì)在傳輸通道中反射，導(dǎo)致合成信號(hào)過沖，導(dǎo)致信號(hào)在邏輯閾值附近波動(dòng)。
消除反射的根本途徑是使傳輸信號(hào)的阻抗匹配良好。由于負(fù)載阻抗與傳輸線特征阻抗之差越大，反射越大，所以信號(hào)傳輸線的特征阻抗應(yīng)盡可能與負(fù)載阻抗相等。同時(shí)也要注意PCB上的傳輸線不要突變，不要拐彎，盡量保持傳輸線各點(diǎn)阻抗連續(xù)，否則傳輸線的區(qū)間也會(huì)出現(xiàn)反射，這就要求在進(jìn)行高速PCB 布線：時(shí)必須遵守以下布線規(guī)則
LVDS布線規(guī)則。LVDS信號(hào)要求在差分布線，線寬7密耳，線間距6密耳，以控制高清晰度多媒體接口的差分信號(hào)阻抗為100-15% 歐姆；
(2)USB 布線規(guī)則。通用串行總線信號(hào)需要在差分，路由，線路寬度為10密耳，線路距離為6密耳，地線和信號(hào)線；之間的距離為6密耳
(3)HDMI 布線規(guī)則。HDMI信號(hào)要求在差分，布線，線寬為10密耳，線距為6密耳。每?jī)山MHDMI 差分信號(hào)對(duì)之間的距離超過20mil；
(4)解除武裝、復(fù)員和重返社會(huì)布線規(guī)則。DDR1布線要求信號(hào)不得穿過孔、信號(hào)線，等。
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2020-10-12 14:46:30
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