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高频高速pcb板怎么布线?有哪些技巧和规则?

高频高速pcb板

      高频高速pcb板怎么布线?有哪些技巧和规则?

高频pcb板是定义为频率在1GHz以上的电路板,各项物理性能、精度、技术参数要求非常高,常用于汽车防碰撞系统、卫星系统、无线电系统等领域。高频pcb板在布线方面是一个重要的环节,直接影响到高频高速的运行。今天小编就来讲述高频高速pcb板怎么布线。

高频电路板应该怎么布线?

对于高频电路板要布线时要格外注意,由微波技术基础知识,当信号的波长小到可以和传输线的长度比例时,这时候我们就不能按传统的集总电路方法分析电路,而要用场的理论分析,这就是传输线理论。当然了,一般情况下,我们设计的电路信号频率都不会太高,波长=信号传输速度/信号频率,一般信号的传输速度和传输介质的介电常数有关,我们不妨设信号传输速度为光速3*10^8m/s(实际上要小于)对于300Mhz的信号,波长为1m,通常PCB板上的线长不会达到1m,可以看出,对于频率不高的信号,我们不用过分担心。

罗杰斯高频板

高频pcb板布线要求是什么?

高频pcb板信号频率较高时,为了减小信号的反射,要求传输线上要做阻抗匹配,通常单端线可以做远端匹配或终端匹配,差分信号通常在靠近终端处差分线之间跨接电阻匹配。就自己最近的课题来说,差分线传输LVDS信号,需要在接受端放置100欧的电阻作阻抗匹配。按照传输线的知识,差分线的特征阻抗也要为100欧,才能完全匹配,为此,差分线的线宽和线距有严格的要求。差分线的特征阻抗和基板的介电常数、基板厚度、导线的铜厚、差分线的线宽、差分线线距、基材绿油厚度等等相关,计算公式也相当复杂 

通讯高频板

高频线路板布线技巧

1,高频电路器件管脚间的引线层间交替越少越好

   所谓“引线的层间交替越少越好”是指元件连接过程中所用的过孔(Via)越少越好。一个过孔可带来约0.5pF的分布电容,减少过孔数能显着提高速度和减少数据出错的可能性。

2,高速电子器件管脚间的引线弯折越少越好

高频电路布线的引线最好采用全直线,需要转折,可用45度折线或者圆弧转折,这种要求在低频电路中仅仅用于提高铜箔的固着强度,而在高频电路中,满足这一要求却可以减少高频信号对外的发射和相互间的耦合。

3,高频电路器件管脚间的引线越短越好

信号的辐射强度是和信号线的走线长度成正比的,高频的信号引线越长,它就越容易耦合到靠近它的元器件上去,所以对于诸如信号的时钟、晶振、DDR的数据、LVDS线、USB线、HDMI线等高频信号线都是要求尽可能的走线越短越好。

高频pcb板布线规则

一,高频pcb板布线需要注意信号线近距离平行走线引入的“串扰”

高频电路布线要注意信号线近距离平行走线所引入的“串扰”,串扰是指没有直接连接的信号线之间的耦合现象。由于高频信号沿着传输线是以电磁波的形式传输的,信号线会起到天线的作用,电磁场的能量会在传输线的周围发射,信号之间由于电磁场的相互耦合而产生的不期望的噪声信号称为串扰(Crosstalk)。PCB板层的参数、信号线的间距、驱动端和接收端的电气特性以及信号线端接方式对串扰都有一定的影响。所以为了减少高频信号的串扰,在布线的时候要求尽可能的做到以下几点:

TACONIC功率放大器基板.jpg

1)在布线空间允许的条件下,在串扰较严重的两条线之间插入一条地线或地平面,可以起到隔离的作用而减少串扰;

2)当信号线周围的空间本身就存在时变的电磁场时,若无法避免平行分布,可在平行信号线的反面布置大面积“地”来大幅减少干扰;

3)在布线空间许可的前提下,加大相邻信号线间的间距,减小信号线的平行长度,时钟线尽量与关键信号线垂直而不要平行;

4)如果同一层内的平行走线几乎无法避免,在相邻两个层,走线的方向务必却为相互垂直;

5)在数字电路中,通常的时钟信号都是边沿变化快的信号,对外串扰大。所以在设计中,时钟线宜用地线包围起来并多打地线孔来减少分布电容,从而减少串扰;

6)对高频信号时钟尽量使用低电压差分时钟信号并包地方式,需要注意包地打孔的完整性;

7)闲置不用的输入端不要悬空,而是将其接地或接电源(电源在高频信号回路中也是地),因为悬空的线有可能等效于发射天线,接地就能抑制发射。实践证明,用这种办法消除串扰有时能立即见效。

6层混压罗杰斯高频板.jpg

二,高频数字信号的地线和模拟信号地线做隔离

模拟地线、数字地线等接往公共地线时要用高频扼流磁珠连接或者直接隔离并选择合适的地方单点互联。高频数字信号的地线的地电位一般是不一致的,两者直接常常存在一定的电压差,而且,高频数字信号的地线还常常带有非常丰富的高频信号的谐波分量,当直接连接数字信号地线和模拟信号地线时,高频信号的谐波就会通过地线耦合的方式对模拟信号进行干扰。所以通常情况下,对高频数字信号的地线和模拟信号的地线是要做隔离的,可以采用在合适位置单点互联的方式,或者采用高频扼流磁珠互联的方式。

三,集成电路块的电源引脚增加高频退藕电容

   每个集成电路块的电源引脚就近增一个高频退藕电容。增加电源引脚的高频退藕电容,可以有效地抑制电源引脚上的高频谐波形成干扰。

四,必须保证良好的信号阻抗匹配

信号在传输的过程中,当阻抗不匹配的时候,信号就会在传输通道中发生信号的反射,反射会使合成信号形成过冲,导致信号在逻辑门限附近波动。

消除反射的根本办法是使传输信号的阻抗良好匹配,由于负载阻抗与传输线的特性阻抗相差越大反射也越大,所以应尽可能使信号传输线的特性阻抗与负载阻抗相等。同时还要注意PCB上的传输线不能出现突变或拐角,尽量保持传输线各点阻抗连续,否则在传输线各段之间也将会出现反射。这就要求在进行高速PCB布线时,必须要遵守以下布线规则:

罗杰斯高频板2.jpg

1)LVDS布线规则。要求LVDS信号差分走线,线宽7mil,线

6mil,目的是控制HDMI的差分信号对阻抗为100+-15%欧姆;

2)USB布线规则。要求USB信号差分走线,线宽10mil,线距6mil,地线和信号线距6mil;

3)HDMI布线规则。要求HDMI信号差分走线,线宽10mil,线距6mil,每两组HDMI差分信号对的间距超过20mil;

4)DDR布线规则。DDR1走线要求信号尽量不走过孔,信号线等宽,线与线等距,走线必须满足2W原则,以减少信号间的串扰,对DDR2及以上的高速器件,还要求高频数据走线等长,以保证信号的阻抗匹配。

以上是小编从高频高速pcb板的布线规则、布线技巧以及怎么布线等做了详细的阐述,只有注意和避开才能保持信号传输的完整性,防止由于地线分割引起的“地弹现象“。宁夏快三高频板的问题可以咨询金瑞欣特种电路。


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