PCB设计—高频布线技巧.pdf

### PCB设计中的高频布线技巧详解 随着数字技术的飞速进步，电子设备正在向着高速化、低功耗、小型化以及高抗干扰性方向发展。这种趋势对印刷电路板（PCB）的设计提出了新的挑战与要求。为了适应这一发展趋势，本文将详细探讨在PCB设计特别是高频布线方面的一些关键技巧，包括但不限于使用多层板的优势、减少信号线弯折的重要性、缩短信号线长度的方法、减少层间交替次数的策略以及如何减少信号线之间的交叉干扰。 #### 1. 多层板的应用及优势 - **降低干扰**：多层板能够通过增加层数来设置屏蔽层，从而有效降低信号间的交叉干扰。数据显示，相比双面板，四层板可以将噪声降低20dB左右。 - **提高可靠性**：合理使用多层板不仅能够简化布线，还能提高信号质量，使电路板更加紧凑，有利于信号的快速传播。 - **改善接地**：多层板能够提供更多的空间用于接地，这对于降低寄生电感和提高高频信号的稳定性至关重要。 - **成本考量**：虽然多层板能够显著提升性能，但同时也意味着更高的制造成本。因此，在设计初期就需要综合考虑性能与成本之间的平衡。 #### 2. 减少信号线弯折 - **直线布线**：高频信号线最好采用直线布线的方式，以减少信号线的弯折。在Protel软件中，可以通过设置“Track Mode”为45/90 Line或90 Arc/Line方式来实现。 - **圆弧转折**：当需要转折时，建议使用45度折线或圆弧转折。这种方式不仅能够减少信号线之间的耦合，还有助于降低信号的辐射。 - **自动布线优化**：在“Auto”菜单下的“Setup Autorouter…”项中选择“Add Arcs”选项，可以使自动布线结束后转角变为圆弧形，进一步减少信号线的弯折。 #### 3. 缩短信号线长度 - **最短化布线**：在自动布线之前，可以先对关键的高速网络进行布线预约。通过“Netlst”菜单下的“Edit Net”子菜单中的“Optimize Method”选项设置为“Shortest”，可以确保布线最短化。 - **元件布局优化**：合理布局元件，使用“Auto”菜单中的“Density(密度检查)”和“Placement Tools - Shove”功能来优化元件的排列，使它们更加紧凑，有助于减少信号线的总长度。 #### 4. 减少层间交替次数 - **过孔的影响**：信号线穿过不同层时会经过过孔，每个过孔都会带来大约0.5pF的分布电容，这会影响信号的传输速度。因此，应尽可能减少层间的交替次数。 - **软件设置**：在Protel软件中，可以通过“Auto”菜单下的“Setup Autorouter…”选项中的“Advanced”栏目将“Smoothing”设为开启状态，以此减少层间交替。 #### 5. 减少交叉干扰 - **反面敷设地线**：对于不可避免的平行布线，可以在印板反面敷设大面积的地线来降低干扰。对于双面板来说，这是一个有效的解决方案；而对于多层板，则可以利用中间的电源层或地层来实现相同的效果。 - **垂直交错布线**：在相邻层之间采用垂直交错布线的方式，可以有效减少信号线之间的交叉干扰。在Protel中，可以通过“Auto”菜单下的“Setup Autorouter…”项中的“Routing Layers”对话框来设置每层的布线方向，确保相邻层之间布线方向垂直。 通过上述技巧的应用，可以显著提升高频电路板的设计质量和性能表现，满足现代电子设备对于高速、低耗、小体积和高抗干扰性的严格要求。