高頻PCB布線的設(shè)計與技巧

　　PCB又被稱為印刷電路板(Printed Circuit Board)，它可以實現(xiàn)電子元器件間的線路連接和功能實現(xiàn)，也是電源電路設(shè)計中重要的組成部分。今天就將以本文來介紹在PCB設(shè)計中的高頻電路布線技巧。

　　多層板布線：

　　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，也是降低干擾的有效手段。在PCB Layout階段，合理的選擇一定層數(shù)的印制板尺寸，能充分利用中間層來設(shè)置屏蔽，更好地實現(xiàn)就近接地，并有效地降低寄生電感和縮短信號的傳輸長度，同時 還能大幅度地降低信號的交叉干擾等，所有這些方法都對高頻電路的可靠性有利。同種材料時，四層板要比雙面板的噪聲低20dB。但是，同時也存在一個問 題，PCB半層數(shù)越高，制造工藝越復(fù)雜，單位成本也就越高，這就要求在進行PCB Layout時，除了選擇合適的層數(shù)的PCB板，還需要進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。

　　1、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(shù)能顯著提高速度和減少數(shù)據(jù)出錯的可能性。

　　2、高頻電路器件管腳間的引線越短越好

　　信號的輻射強度是和信號線的走線長度成正比的，高頻的信號引線越長，它就越容易耦合到靠近它的元器件上去，所以對于諸如信號的時鐘、晶振、DDR的數(shù)據(jù)、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。

　　3、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(zhuǎn)折，可用45度折線或者圓弧轉(zhuǎn)折，這種要求在低頻電路中僅僅用于提高銅箔的固著強度，而在高頻電路中，滿足這一要求卻可以減少高頻信號對外的發(fā)射和相互間的耦合。

　　4、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”，串擾是指沒有直接連接的信號線之間的耦合現(xiàn)象。由于高頻信號沿著傳輸線是以電磁波的形式傳 輸?shù)?，信號線會起到天線的作用，電磁場的能量會在傳輸線的周圍發(fā)射，信號之間由于電磁場的相互耦合而產(chǎn)生的不期望的噪聲信號稱為串擾 (Crosstalk)。PCB板層的參數(shù)、信號線的間距、驅(qū)動端和接收端的電氣特性以及信號線端接方式對串擾都有一定的影響。所以為了減少高頻信號的串 擾，在布線的時候要求盡可能的做到以下幾點：

　　(1)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面，可以起到隔離的作用而減少串擾;

　　(2)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面布置大面積“地”來大幅減少干擾;

　　(3)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，時鐘線盡量與關(guān)鍵信號線垂直而不要平行;

　　(4)如果同一層內(nèi)的平行走線幾乎無法避免，在相鄰兩個層，走線的方向務(wù)必卻為相互垂直;

　　(5)在數(shù)字電路中，通常的時鐘信號都是邊沿變化快的信號，對外串擾大。所以在設(shè)計中，時鐘線宜用地線包圍起來并多打地線孔來減少分布電容，從而減少串擾;

　　(6)對高頻信號時鐘盡量使用低電壓差分時鐘信號并包地方式，需要注意包地打孔的完整性;

　　(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于發(fā)射天線，接地就能抑制發(fā)射。實踐證明，用這種辦法消除串擾有時能立即見效。