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高频电路该怎么布线?

如果数字逻辑电路的频率到达或许超越45MHZ~50MHZ,并且工作在这个频率之上的电路现已占到了整个电子体系必定的份量(比如说1/3),一般就称为高频电路。高频电路规划是一个非常杂乱的规划进程,其布线对整个规划至关重要!

【第一招】多层板布线
高频电路往往集成度较高,布线密度大,选用多层板既是布线所有必要,也是下降搅扰的有用手法。在PCB   Layout阶段,合理的挑选必定层数的印制板尺度,能充分利用中间层来设置屏蔽,更好地完结就近接地,并有用地下降寄生电感和缩短信号的传输长度,一起还能大幅度地下降信号的穿插搅扰等,所有这些方法都对高频电路的可靠性有利。有资料显示,同种资料时,四层板要比双面板的噪声低20dB。可是,一起也存在一个问题,PCB半层数越高,制作工艺越杂乱,单位成本也就越高,这就要求咱们在进行PCB  Layout时,除了挑选适宜的层数的PCB板,还需求进行合理的元器材布局规划,并选用正确的布线规矩来完结规划。
【第二招】高速电子器材管脚间的引线弯折越少越好
高频电路布线的引线最好选用全直线,需求转机,可用45度折线或许圆弧转机,这种要求在低频电路中只是用于进步铜箔的固着强度,而在高频电路中,满意这一要求却能够削减高频信号对外的发射和彼此间的耦合。
【第三招】高频电路器材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,它就越简单耦合到接近它的元器材上去,所以关于比如信号的时钟、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。
【第四招】高频电路器材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”是指元件衔接进程中所用的过孔(Via)越少越好。据侧,一个过孔可带来约0.5pF的散布电容,削减过孔数能明显进步速度和削减数据犯错的可能性。
【第五招】留意信号线近距离平行走线引进的“串扰”
高频电路布线要留意信号线近距离平行走线所引进的“串扰”,串扰是指没有直接衔接的信号线之间的耦合现象。因为高频信号沿着传输线是以电磁波的方法传输的,信号线会起到天线的效果,电磁场的能量会在传输线的周围发射,信号之间因为电磁场的彼此耦合而产生的不希望的噪声信号称为串扰(Crosstalk)。PCB板层的参数、信号线的距离、驱动端和接纳端的电气特性以及信号线端接方法对串扰都有必定的影响。所以为了削减高频信号的串扰,在布线的时分要求尽可能的做到以下几点:
在布线空间答应的条件下,在串扰较严峻的两条线之间刺进一条地线或地平面,能够起到阻隔的效果而削减串扰。
当信号线周围的空间自身就存在时变的电磁场时,若无法防止平行散布,可在平行信号线的反面安置大面积“地”来大幅削减搅扰。
在布线空间答应的前提下,加大相邻信号线间的距离,减小信号线的平行长度,时钟线尽量与要害信号线笔直而不要平行。
如果同一层内的平行走线简直无法防止,在相邻两个层,走线的方向有必要却为彼此笔直。
在数字电路中,一般的时钟信号都是边缘改变快的信号,对外串扰大。所以在规划中,时钟线宜用地线包围起来并多打地线孔来削减散布电容,然后削减串扰。
对高频信号时钟尽量运用低电压差分时钟信号并包当地法,需求留意包地打孔的完整性。
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,接地就能按捺发射。实践证明,用这种办法消除串扰有时能立即见效。
【第六招】集成电路块的电源引脚添加高频退藕电容
每个集成电路块的电源引脚就近增一个高频退藕电容。添加电源引脚的高频退藕电容,能够有用地按捺电源引脚上的高频谐波构成搅扰。
【第七招】高频数字信号的地线和模拟信号地线做阻隔
模拟地线、数字地线等接往公共地线时要用高频扼流磁珠衔接或许直接阻隔并挑选适宜的当地单点互联。高频数字信号的地线的地电位一般是不一致的,两者直接常常存在必定的电压差,并且,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重量,当直接衔接数字信号地线和模拟信号地线时,高频信号的谐波就会经过地线耦合的方法对模拟信号进行搅扰。所以一般情况下,对高频数字信号的地线和模拟信号的地线是要做阻隔的,能够选用在适宜方位单点互联的方法,或许选用高频扼流磁珠互联的方法。
【第八招】防止走线构成的环路
各类高频信号走线尽量不要构成环路,若无法防止则应使环路面积尽量小。
【第九招】有必要确保杰出的信号阻抗匹配
信号在传输的进程中,当阻抗不匹配的时分,信号就会在传输通道中发作信号的反射,反射会使合成信号构成过冲,导致信号在逻辑门限附近动摇。
消除反射的底子办法是使传输信号的阻抗杰出匹配,因为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持平。一起还要留意PCB上的传输线不能呈现骤变或角落,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呈现反射。这就要求在进行高速PCB布线时,有必要要恪守以下布线规矩:
USB布线规矩。要求USB信号差分走线,线宽10mil,线距6mil,地线和信号线距6mil。
HDMI布线规矩。要求HDMI信号差分走线,线宽10mil,线距6mil,每两组HDMI差分信号对的距离超越20mil。
LVDS布线规矩。要求LVDS信号差分走线,线宽7mil,线距6mil,意图是控制HDMI的差分信号对阻抗为100+-15%欧姆
DDR布线规矩。DDR1走线要求信号尽量不走过孔,信号线等宽,线与线等距,走线有必要满意2W准则,以削减信号间的串扰,对DDR2及以上的高速器材,还要求高频数据走线等长,以确保信号的阻抗匹配。

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