如果數字邏輯電路的頻率達到或超過45 MHz至50 MHz,并且工作在該頻率以上的電路已占整個電子系統的一定量,則一般稱為高頻電路。 高頻板(PCB)的規劃是一個非常復雜的規劃過程,其布線對于整體規劃至關重要!
高頻板多層電路板布線的前期工序
高頻電路往往具有高集成度和高布線密度。 高頻板、多層電路板的應用不僅是布線的必要,也是減少干擾的有效途徑。 在高頻板(PCB)布局階段,合理選擇一定數量的PCB尺寸,可以充分利用中間層設置屏蔽,更好地完成就近接地,減少寄生電感,縮短傳輸長度,減少信號串擾 。 這些方法都有利于高頻電路的可靠性。 據資料顯示,四層板的噪音比雙層板低20dB。 然而,也存在問題。 PCB的半層數越多,制造工藝越復雜,單位成本越高。 這就需要我們選擇合適數量的高頻PCB板進行PCB布局。 正確的元件布局規劃和正確的布線規則來完成規劃。
1、集成電路模塊電源引腳加高頻解鎖電容。
每個集成電路塊的電源引腳上都添加了高頻解扭電容器。 電源引腳添加的高頻去耦電容可以有效抑制電源引腳上的高頻諧波形成騷擾。

2、高頻PCB器件引腳間引線越短越好。
信號的輻射強度與信號線的走線長度成正比。 高頻信號引線越長,越容易耦合到靠近它的元件。因此,信號時鐘、晶振、DDR、高頻信號線(如LVDS線、USB線、HDMI線)上的數據應盡可能短。
3、高頻PCB器件引腳之間引線層之間的過渡越少越好。
所謂“引線層之間的交替越少越好”是指組裝連接過程中使用的通孔(Via)越少越好。根據這個方面,通孔可以帶來約0.5pF的色散電容。 減少通孔數量可以顯著提高速度并降低數據出錯的可能性。
4、高速電子設備的管腳彎曲越小越好。
高頻PCB布線的引線最好是全線,需要卷繞,可以折成45度線或弧形。此要求僅用于低頻電路中提高銅箔的固定強度,而在高頻PCB中,該內容是令人滿意的。要求之一是減少高頻信號的對外傳輸和相互耦合。
5、避免痕跡循環。
不要將所有類型的高頻信號布線全部或大量形成一個循環。如果不可避免,請保持環路面積盡可能小。
6、高頻板高頻數字信號地與模擬信號地隔離。
模擬地線、數字地線等與公共地線連接時,應采用高頻湍流磁珠連接或直接隔離,選擇適合單點互連的局部區域。高頻板的高頻數字信號的地電位一般不一致,它們之間存在一定的電壓差。 而且,高頻數字信號的地線一般具有非常豐富的高頻信號諧波分量。 當數字信號地與模擬信號地直接相連時,高頻信號的諧波會通過地線耦合對模擬信號產生干擾。 因此,一般情況下,需要將高頻數字信號的接地與模擬信號的接地進行隔離,可以通過單點互連方式或者適當方位的高頻湍流磁珠互連。
7、需要保證良好的信號阻抗匹配。
信號傳輸過程中,當阻抗不匹配時,信號會在傳輸通道中發生反射,反射會超過復合信號,導致信號在邏輯閾值附近波動。
消除反射的根本方法是使傳輸信號的阻抗匹配良好。 由于負載阻抗與傳輸線的特性阻抗相差較大,反射也較大。 因此,信號傳輸線的特性阻抗應盡可能等于負載阻抗。 同時要注意PCB上的傳輸線不要突變或拐彎,并盡量保持傳輸線各點的阻抗連續,否則傳輸線之間會出現反射。 這就要求在進行高速PCB布線時必須遵循以下布線規則:
USB 布線規則。 需要USB信號差分路由。 線寬10mil,線距6mil,地線和信號線間隔6mil。
HDMI 接線規則。 需要HDMI信號差分布線,線寬10mil,線距6mil。 每個 HDMI 差分信號對之間的間隔超過 20 mil。
LVDS 接線規則。 需要LVDS信號差分走線,線寬7mil,線距6mil,將HDMI的差分信號阻抗控制在100+- 15%歐姆
DDR 接線規則。 DDR1布線要求信號盡量不要穿過過孔。 信號線的寬度相等,線路等距。 線路必須符合2W標準,以減少信號之間的串擾。 DDR2及以上的高速設備需要高頻數據。 這些線的長度相等,以確保信號的阻抗匹配。
8、堅持信號傳輸的完整性。
堅持信號傳輸的完整性,避免接地切割造成的“地彈”。
9、留意平行線引入的“串擾”信號線。
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