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。
該(gai)實(shi)用(yong)新(xin)型(xing)提(ti)供(gong)的(de)這(zhe)種(zhong)高(gao)頻(pin)電(dian)路(lu)板(ban),於(yu)芯(xin)板(ban)中(zhong)空(kong)槽(cao)的(de)上(shang)開(kai)口(kou)和(he)下(xia)開(kai)口(kou)邊(bian)緣(yuan)處(chu)設(she)有(you)可(ke)阻(zu)擋(dang)流(liu)膠(jiao)的(de)擋(dang)邊(bian),這(zhe)樣(yang),芯(xin)板(ban)與(yu)置(zhi)於(yu)其(qi)上(shang)表(biao)麵(mian)和(he)下(xia)表(biao)麵(mian)的(de)覆(fu)銅(tong)板(ban)粘(zhan)合(he)時(shi)流(liu)膠(jiao)不(bu)會(hui)進(jin)入(ru)中(zhong)空(kong)槽(cao)內(nei),即(ji)一(yi)次(ci)壓(ya)合(he)即(ji)可(ke)完(wan)成(cheng)粘(zhan)接(jie)操(cao)作(zuo),較(jiao)現(xian)有(you)技(ji)術(shu)需(xu)經(jing)二(er)次(ci)壓(ya)合(he)才(cai)能(neng)完(wan)成(cheng)的(de)高(gao)頻(pin)電(dian)路(lu)板(ban),該(gai)實(shi)用(yong)新(xin)型(xing)中(zhong)的(de)高(gao)頻(pin)電(dian)路(lu)板(ban)結(jie)構(gou)簡(jian)單(dan),成(cheng)本(ben)低(di),易(yi)於(yu)製(zhi)造(zao)。
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
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。
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”,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)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)zaishuzidianluzhong,tongchangdeshizhongxinhaodoushibianyanbianhuakuaidexinhao,duiwaichuanraoda。suoyizaishejizhong,shizhongxianyiyongdixianbaoweiqilaibingduodadixiankonglaijianshaofenbudianrong,congerjianshaochuanrao;
(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
meigejichengdianlukuaidedianyuanyinjiaojiujinzengyigegaopintuioudianrong。zengjiadianyuanyinjiaodegaopintuioudianrong,keyiyouxiaodiyizhidianyuanyinjiaoshangdegaopinxieboxingchengganrao。
六、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。
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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