中心議題：

• 高頻電路在PCB設計過程中的對策及設計技巧

解決方案：

• 高頻電路的PCB布局設計技巧
• 高頻電路的PCB布線設計技巧

隨著現代電子工業的高速發展
，數字、高頻電路正向高速
、低耗、小體積、高抗幹擾性方向發展，這樣就給PCB （印製電路板、印刷線路板）設計提出了更高的要求。而Protel 99SE 設計係統完全利用了Windows XP和Windows2000 平台的優勢，其核心PCB 模塊的超強設計環境使得設計工作能更有效地實現其設計要求。對於從事高頻電路設計人員來說
，已不再是簡單的要求PCB 的布通率，而是要求設計人員在有紮實的理論知識及豐富的PCB 設計經驗基礎上，從電路的工作特點和實際工作環境等方麵去考慮其設計，隻有這樣我們才能製作出理想的PCB 來。

本文針對高頻電路在PCB設計過程中的布局
、布線兩個方麵
，以Protel 99SE軟件為例，來探討一下高頻電路在PCB 設計過程中的對策及設計技巧。

一、高頻PCB 布局

布局操作在整個PCBshejizhongshihenzhongyaode，bujushibuxiancaozuodejichu
，yaodadaowanmeideyuanqijianbuju，shejirenyuanjiuxuyaocongdianlugongzuotedianhezouxiandejiaodulaisikaoyuanjiandebuju。

Protel 99SE 有自動布局的功能

，具有集群式和統計式布局二種功能
，但它並不能完全滿足高頻電路的工作要求
，設計人員還需從PCB 的可製造性、機械結構
、散熱


、EMI（電磁幹擾）、可靠性、信號的完整性等方麵綜合考慮布局，隻有這樣才能有效地提高PCB的壽命、穩定性、EMC（電磁兼容），才能使得布局更加完美。

對於高頻電路的布局
，設計人員應首先考慮對那些與結構緊密配合並且位置固定的元器件（例如電源插座、指示燈、連接件和開關等）進行布局，之後對線路上的特殊元件進行布局（例如發熱元件、變壓器、芯片等），最(zui)後(hou)對(dui)一(yi)些(xie)小(xiao)器(qi)件(jian)進(jin)行(xing)布(bu)局(ju)。同(tong)時(shi)，要(yao)兼(jian)顧(gu)布(bu)線(xian)方(fang)麵(mian)的(de)要(yao)求(qiu)，高(gao)頻(pin)元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)放(fang)置(zhi)要(yao)盡(jin)量(liang)緊(jin)湊(cou)，信(xin)號(hao)線(xian)的(de)布(bu)線(xian)才(cai)能(neng)盡(jin)可(ke)能(neng)短(duan)，從(cong)而(er)盡(jin)可(ke)能(neng)降(jiang)低(di)信(xin)號(hao)線(xian)的(de)交(jiao)叉(cha)幹(gan)擾(rao)。

1

、機械結構方麵
電源插座、指示燈、連接件和開關等都屬於此類元器件
，都是與機械尺寸有關的定位插件。通常
，電源與PCB 之間的接口放到 PCB的邊緣處 ,與 PCB 邊緣要的距離一般不小於2mm;指示發光二極管應根據需要準確地放置
；開關和一些微調元器件，如可調電感
、可調電阻等應放置在靠近 PCB 邊緣的位置，以便於調整和連接
；需要經常更換的元器件必須放置在器件比較少的位置，以易於更換。質量超過15g 的元器件應當用支架固定
，又大又重的元件不宜直接安放到PCB 上。

2 、散熱方麵
大功率管、變壓器、整流管等發熱器件，在高頻狀態下工作時產生的熱量較多

，在布局時應充分考慮通風和散熱，將這類元器件放置在 PCB 邊bian緣yuan或huo通tong風feng處chu

，豎shu放fang的de板ban子zi，發fa熱re元yuan件jian應ying放fang到dao板ban子zi上shang部bu，雙shuang麵mian板ban的de底di層ceng不bu得de放fang置zhi發fa熱re元yuan件jian。大da功gong率lv整zheng流liu管guan和he調tiao整zheng管guan等deng應ying裝zhuang有you散san熱re器qi，並bing要yao遠yuan離li變bian壓ya器qi。電dian解jie電dian容rong器qi之zhi類lei怕pa熱re的de元yuan件jian也ye應ying遠yuan離li發fa熱re器qi件jian，否fou則ze電dian解jie液ye會hui被bei烤kao幹gan
，造zao成cheng其qi電dian阻zu增zeng大da，性xing能neng變bian差cha
，影ying響xiang電dian路lu的de穩wen定ding性xing。

3
、特殊元件的布局
由於電源設備內部會產生50Hz泄漏磁場，當它與低頻放大器的某些部分交連時，會對低頻放大器產生幹擾。因此
，必須將它們隔離開或者進行屏蔽處理。

fangdaqigejizuihaonenganyuanlitupaichengzhixianxingshi，rucipaifadeyoudianshigejidejiedidianliujiuzaibenjibiheliudong，buyingxiangqitadianludegongzuo。shurujiyushuchujiyingjinkenengdiyuanli，jianxiaotamenzhijiandejishengouheganrao。kaolvgegedanyuangongnengdianluzhijiandexinhaochuandiguanxi，haiyingjiangdipindianluhegaopindianlufenkai，monidianluheshuzidianlufenkai。jichengdianluyingfangzhizai PCB 的中央
，這樣方便各引腳與其他器件的布線連接。

電感器、bianyaqidengqijianjuyouciouhe，bicizhijianyingcaiyongzhengjiaofangzhi

，yijianxiaociouhe。lingwai，tamendouyoujiaoqiangdecichang，zaiqizhouweiyingyoushidangdadekongjianhuojinxingcipingbi，yijianxiaoduiqitadianludeyingxiang。
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4 、電磁幹擾
我們常用的消除電磁幹擾的方法有減小環路、濾波、屏蔽、盡量降低高頻器件的速度、增加PCB 的介電常數等方法。

如集成電路的去耦電容要盡量就近放置，一般工作頻率在10MHz 以下的用0.1uF 的電容，10MHz 以上的用0.01uF 的電容。

某些元件或導線間jian有you較jiao高gao的de電dian位wei差cha
，應ying加jia大da距ju離li，以yi免mian放fang電dian。帶dai高gao壓ya元yuan件jian應ying盡jin量liang布bu置zhi在zai調tiao試shi時shi手shou不bu易yi觸chu及ji的de地di方fang。易yi互hu相xiang幹gan擾rao的de元yuan器qi件jian不bu能neng靠kao得de太tai近jin，輸shu入ru

、輸出元器件應盡可能遠離，避免反饋幹擾。高頻元器件為減小分布參數，一般就近安放（不規則排列）一般電路（低頻電路）應按規則排列，便於裝焊。

二、高頻PCB 布線

高頻電路往往集成度較高、布線密度大，采用多層板既是布線所必須的也是降低幹擾的有效手段
，Protel 99SE 的PCB係統能提供32 個信號層、16 個機械層以及防焊層、錫膏層等70 多個工作層供用戶選擇。合理選擇層數能大幅度降低PCB chicun
，nengchongfenliyongzhongjiancenglaishezhipingbinenggenghaodishixianjiujinjiedi，nengyouxiaodijiangdijishengdiangan
，nengyouxiaosuoduanxinhaodechuanshuchangdunengdafududijiangdixinhaojiandejiaochaganraodengdeng。 所有這些都對高頻電路工作的可靠性有利，有資料顯示，同種材料時，四層板要比雙麵板的噪聲低 20dB,但是板層數越高，製造工藝越複雜
，成本越高。

1 、布線一般原則
gaopindianluqijianguanjiaojiandedaoxianyueduanyuehao，wanzheyueshaoyuehao，daoxianzuihaocaiyongquanzhixian，yingjinliangbimianjijudewanquhejianjiaochuxian，xuyaozhuanzhe，yingyongyuanhuhuozhexianguodu。zhezhongyaoqiuzaidipindianluzhongjinjinyongyutigaogangbodeguzheqiangdu
，erzaigaopindianluzhongmanzuzheyiyaoqiuquekeyijianshaogaopinxinhaoduiwaidefashehexianghujiandeouhe。gaopindianlubuxianzhongzuihaozaixianglincengfenbiequshuipingheshuzhibuxianjiaotijinxing，tongyicengneidepingxingzouxianwufabimian，dankeyizaiPCB 反麵大麵積敷設地線來降低幹擾，針對常用的雙麵板
，多層板可利用中間的電源層來實現這一功能。

2 、電源線與地線布線
多級電路為防止局部電流產生地阻幹擾
，各級電路應分別一點接地（或盡量集中接地），高頻電路在3 0 M H z yishangshi
，zecaiyongdamianjijiedi，zheshigejideneibuyuanjianyeyingjizhongyixiaokuaiquyujiedi。yishouganraoqijianhexianzhongkeyongdixianbaowei，geleixinhaozouxianbunengxingchenghuanlu，dixianyebunengxingchengdianliuhuanlu，dianyuanxianhedixianyingkaojin
，jinliangjianxiaoweichudemianji
，yijiangdidianciganrao。yibanzaibuxianshi
，daoxiankuanduzai12-80mil 之間
，電源線一般取20mil-40mil,地線一般取40mil 以上，在可能的情況下，導線盡量寬些。

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)環(huan)節(jie)，在(zai)實(shi)際(ji)裝(zhuang)配(pei)高(gao)頻(pin)扼(e)流(liu)環(huan)節(jie)時(shi)用(yong)的(de)往(wang)往(wang)是(shi)中(zhong)心(xin)孔(kong)穿(chuan)有(you)導(dao)線(xian)的(de)高(gao)頻(pin)鐵(tie)氧(yang)體(ti)磁(ci)珠(zhu)，在(zai)電(dian)路(lu)原(yuan)理(li)圖(tu)上(shang)對(dui)它(ta)一(yi)般(ban)不(bu)予(yu)表(biao)達(da)
，由(you)此(ci)形(xing)成(cheng)的(de)網(wang)絡(luo)表(biao)就(jiu)不(bu)包(bao)含(han)這(zhe)類(lei)元(yuan)件(jian)

，布(bu)線(xian)時(shi)就(jiu)會(hui)因(yin)此(ci)而(er)忽(hu)略(lve)它(ta)的(de)存(cun)在(zai)，針(zhen)對(dui)此(ci)現(xian)實(shi)，可(ke)在(zai)原(yuan)理(li)圖(tu)中(zhong)把(ba)它(ta)當(dang)作(zuo)電(dian)感(gan)
，在(zai)PCB 元件庫中單獨為它定義一個元件封裝
，布線前把它手工移動到靠近公共地線彙合點的合適位置上。

3 、集成芯片的布線
每個集成電路塊的附近應設置一個高頻退耦電容，由於 Protel 99SE 軟(ruan)件(jian)在(zai)自(zi)動(dong)放(fang)置(zhi)元(yuan)件(jian)時(shi)並(bing)不(bu)考(kao)慮(lv)退(tui)耦(ou)電(dian)容(rong)與(yu)被(bei)退(tui)耦(ou)的(de)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)間(jian)的(de)位(wei)置(zhi)關(guan)係(xi)
，任(ren)由(you)軟(ruan)件(jian)放(fang)置(zhi)，使(shi)兩(liang)者(zhe)相(xiang)距(ju)太(tai)遠(yuan)，退(tui)耦(ou)效(xiao)果(guo)不(bu)好(hao)

，這(zhe)時(shi)必(bi)須(xu)用(yong)手(shou)工(gong)移(yi)動(dong)元(yuan)件(jian)的(de)辦(ban)法(fa)事(shi)先(xian)幹(gan)預(yu)兩(liang)者(zhe)位(wei)置(zhi)，使(shi)之(zhi)靠(kao)近(jin)。

4 、敷銅
敷銅的主要目的是提高電路的抗幹擾能力
，同時對於 PCB 散熱和 PCB 的強度有很大好處，敷銅接地又能起到屏蔽的作用。但是不能使用大麵積條狀銅箔，因為在 PCB的de使shi用yong中zhong時shi間jian太tai長chang時shi會hui產chan生sheng較jiao大da熱re量liang
，此ci時shi條tiao狀zhuang銅tong箔bo容rong易yi發fa生sheng膨peng脹zhang和he脫tuo落luo現xian象xiang
，因yin此ci，在zai敷fu銅tong時shi最zui好hao采cai用yong柵zha格ge狀zhuang銅tong箔bo，並bing將jiang此ci柵zha格ge與yu電dian路lu的de接jie地di網wang絡luo連lian通tong
，這zhe樣yang柵zha格ge將jiang會hui有you較jiao好hao的de屏ping蔽bi效xiao果guo，柵zha格ge網wang的de尺chi寸cun由you所suo要yao重zhong點dian屏ping蔽bi的de幹gan擾rao頻pin率lv而er定ding。

三
、結束語

高頻電路PCB的設計過程一個複雜的過程，除了以上探討的設計對策，還包括信號串擾在內的信號完整性
、如(ru)何(he)抑(yi)製(zhi)噪(zao)聲(sheng)等(deng)問(wen)題(ti)，因(yin)此(ci)需(xu)要(yao)設(she)計(ji)者(zhe)在(zai)設(she)計(ji)的(de)時(shi)候(hou)要(yao)有(you)全(quan)麵(mian)的(de)規(gui)劃(hua)與(yu)考(kao)慮(lv)
，在(zai)設(she)計(ji)周(zhou)期(qi)的(de)各(ge)個(ge)階(jie)段(duan)采(cai)用(yong)不(bu)同(tong)的(de)方(fang)法(fa)技(ji)術(shu)來(lai)確(que)保(bao)設(she)計(ji)的(de)精(jing)準(zhun)，從(cong)而(er)設(she)計(ji)出(chu)合(he)理(li)的(de)，性(xing)能(neng)優(you)良(liang)的(de)高(gao)頻(pin)PCB 來。