高頻PCB布線(xiàn)的設計與技巧

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

　　多層板布線(xiàn)：

　　高頻電路往往集成度較高，布線(xiàn)密度大，采用多層板既是布線(xiàn)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的印制板尺寸，能充分利用中間層來(lái)設置屏蔽，更好地實(shí)現就近接地，并有效地降低寄生電感和縮短信號的傳輸長(cháng)度，同時(shí) 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(shí)，四層板要比雙面板的噪聲低20dB。但是，同時(shí)也存在一個(gè)問(wèn) 題，PCB半層數越高，制造工藝越復雜，單位成本也就越高，這就要求在進(jìn)行PCB Layout時(shí)，除了選擇合適的層數的PCB板，還需要進(jìn)行合理的元器件布局規劃，并采用正確的布線(xiàn)規則來(lái)完成設計。

　　1、高頻電路器件管腳間的引線(xiàn)層間交替越少越好

　　所謂“引線(xiàn)的層間交替越少越好”是指元件連接過(guò)程中所用的過(guò)孔(Via)越少越好。一個(gè)過(guò)孔可帶來(lái)約0.5pF的分布電容，減少過(guò)孔數能顯著(zhù)提高速度和減少數據出錯的可能性。

　　2、高頻電路器件管腳間的引線(xiàn)越短越好

　　信號的輻射強度是和信號線(xiàn)的走線(xiàn)長(cháng)度成正比的，高頻的信號引線(xiàn)越長(cháng)，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(shí)鐘、晶振、DDR的數據、LVDS線(xiàn)、USB線(xiàn)、HDMI線(xiàn)等高頻信號線(xiàn)都是要求盡可能的走線(xiàn)越短越好。

　　3、高速電子器件管腳間的引線(xiàn)彎折越少越好

　　高頻電路布線(xiàn)的引線(xiàn)最好采用全直線(xiàn)，需要轉折，可用45度折線(xiàn)或者圓弧轉折，這種要求在低頻電路中僅僅用于提高銅箔的固著(zhù)強度，而在高頻電路中，滿(mǎn)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(xiàn)近距離平行走線(xiàn)引入的“串擾”

　　高頻電路布線(xiàn)要注意信號線(xiàn)近距離平行走線(xiàn)所引入的“串擾”，串擾是指沒(méi)有直接連接的信號線(xiàn)之間的耦合現象。由于高頻信號沿著(zhù)傳輸線(xiàn)是以電磁波的形式傳 輸的，信號線(xiàn)會(huì )起到天線(xiàn)的作用，電磁場(chǎng)的能量會(huì )在傳輸線(xiàn)的周?chē)l(fā)射，信號之間由于電磁場(chǎng)的相互耦合而產(chǎn)生的不期望的噪聲信號稱(chēng)為串擾 (Crosstalk)。PCB板層的參數、信號線(xiàn)的間距、驅動(dòng)端和接收端的電氣特性以及信號線(xiàn)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(xiàn)的時(shí)候要求盡可能的做到以下幾點(diǎn)：

　　(1)在布線(xiàn)空間允許的條件下，在串擾較嚴重的兩條線(xiàn)之間插入一條地線(xiàn)或地平面，可以起到隔離的作用而減少串擾;

　　(2)當信號線(xiàn)周?chē)目臻g本身就存在時(shí)變的電磁場(chǎng)時(shí)，若無(wú)法避免平行分布，可在平行信號線(xiàn)的反面布置大面積“地”來(lái)大幅減少干擾;

　　(3)在布線(xiàn)空間許可的前提下，加大相鄰信號線(xiàn)間的間距，減小信號線(xiàn)的平行長(cháng)度，時(shí)鐘線(xiàn)盡量與關(guān)鍵信號線(xiàn)垂直而不要平行;

　　(4)如果同一層內的平行走線(xiàn)幾乎無(wú)法避免，在相鄰兩個(gè)層，走線(xiàn)的方向務(wù)必卻為相互垂直;

　　(5)在數字電路中，通常的時(shí)鐘信號都是邊沿變化快的信號，對外串擾大。所以在設計中，時(shí)鐘線(xiàn)宜用地線(xiàn)包圍起來(lái)并多打地線(xiàn)孔來(lái)減少分布電容，從而減少串擾;

　　(6)對高頻信號時(shí)鐘盡量使用低電壓差分時(shí)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(xiàn)有可能等效于發(fā)射天線(xiàn)，接地就能抑制發(fā)射。實(shí)踐證明，用這種辦法消除串擾有時(shí)能立即見(jiàn)效。