PCB技术中的PCB设计中的高频电路布线技巧
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2020-10-19
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PCB技术中的技术中的PCB设计中的高频电路布线技巧设计中的高频电路布线技巧
高频电路往往集成度较高，布线密度大，采用多层板既是布线所必须，也是降低干扰的有效手段。在PCB
Layout阶段，合理的选择一定层数的印制板尺寸，能充分利用中间层来设置屏蔽，更好地实现就近接地，并有
效地降低寄生电感和缩短信号的传输长度，同时还能大幅度地降低信号的交叉干扰等，所有这些方法都对高频
电路的可靠性有利。同种材料时，四层板要比双面板的噪声低20dB。但是，同时也存在一个问题，PCB半层数
越高，制造工艺越复杂，单位成本也就越高，这就要求在进行PCB Layout时，除了选择合适的层数的PCB板，
还需要进行合理的元器件布局规划，并采用正确的布线规则来完成设计。 1、高频电路器件管脚
高频电路往往集成度较高，布线密度大，采用多层板既是布线所必须，也是降低干扰的有效手段。在PCB Layout阶段，合
理的选择一定层数的印制板尺寸，能充分利用中间层来设置屏蔽，更好地实现就近接地，并有效地降低寄生电感和缩短信号的
传输长度，同时还能大幅度地降低信号的交叉干扰等，所有这些方法都对高频电路的可靠性有利。同种材料时，四层板要比双
面板的噪声低20dB。但是，同时也存在一个问题，PCB半层数越高，制造工艺越复杂，单位成本也就越高，这就要求在进行
PCB Layout时，除了选择合适的层数的PCB板，还需要进行合理的元器件布局规划，并采用正确的布线规则来完成设计。
1、高频电路器件管脚间的引线层间交替越少越好、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、高频电路器件管脚间的引线越短越好、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。
3、高速电子器件管脚间的引线弯折越少越好、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。
4、注意信号线近距离平行走线引入的、注意信号线近距离平行走线引入的“串扰串扰”
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：
（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。
5、高频数字信号的地线和模拟信号地线做隔离、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。
6、集成电路块的电源引脚增加高频退藕电容、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。
7、避免走线形成的环路、避免走线形成的环路
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