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三大布線技巧教你設(shè)計(jì)完美的PCB高速信號(hào)電路

發(fā)布時(shí)間:2016-03-23 責(zé)任編輯:cicyxu

PCB板的設(shè)計(jì)是電子工程師的必修課,而想要設(shè)計(jì)出一塊完美的PCB板也并不是看上去的那么容易。一塊完美的PCB板不僅需要做到元件選擇和設(shè)置合理,還需要具備良好的信號(hào)傳導(dǎo)性能。本文將會(huì)就PCB高速信號(hào)電路設(shè)計(jì)中的布線技巧知識(shí),展開詳細(xì)介紹和分享,希望能夠?qū)Υ蠹业墓ぷ饔兴鶐椭?

PCB高速信號(hào)電路設(shè)計(jì)技巧之一:合理使用多層板進(jìn)行PCB布線
 
在 PCB板的實(shí)際設(shè)計(jì)過程中,大部分工程師都會(huì)選擇使用多層板來完成高速信號(hào)布線工作,這種多層板既是必不可少的組成部分,也是幫助工程師降低電路干擾的有效手段。在利用多層板來完成PCB的高速信號(hào)電路設(shè)計(jì)時(shí),工程師需要合理的選擇層數(shù)來降低印制板尺寸,充分利用中間層來設(shè)置屏蔽,實(shí)現(xiàn)就近接地,能有效降低寄生電感,縮短信號(hào)傳輸長(zhǎng)度,降低信號(hào)間的交叉干擾等等,所有這些方法對(duì)高速電路的可靠性工作都是非常有利的。
 
除了上面所提到的幾種利用多層板提升PCB信號(hào)傳輸可靠性的方法外,還有一部分權(quán)威資料顯示,同種材料時(shí)四層板要比雙面板的噪聲低20dB。引線彎折越少越好,最好采用全直線,需要轉(zhuǎn)折,可用45度折線或圓弧轉(zhuǎn)折,可以減小高速信號(hào)對(duì)外的發(fā)射和相互間的耦合,減少信號(hào)的輻射和反射。
 
PCB高速信號(hào)電路設(shè)計(jì)技巧之二:高速電路器件管腳間的引線越短越好
 
在進(jìn)行PCB高速信號(hào)電路的設(shè)計(jì)和布線過程中,工程師需要盡可能的縮短高速電路器件管腳之間的引線,以為引線越長(zhǎng),帶來的分布電感和分布電容值越大,這將會(huì)導(dǎo)致高速電路系統(tǒng)發(fā)生反射、振蕩等。
 
除了要盡可能的縮短高速電路元件管腳之間的引線之外,在PCB布線的過程中,各個(gè)高速電路器件管腳間的引線層間交替越少越好,就是元件連接過程中所用的過孔越少越好。通常來說,一個(gè)過孔可帶來約0.5pF的分布電容,這將導(dǎo)致電路的延時(shí)明顯增加。同時(shí),高速電路布線要注意信號(hào)線近距離平行走線所引入的“交叉干擾”,若無法避免平行分布,可以在平行信號(hào)線的反面布置大面積的“地”來減少干擾。在相鄰的兩個(gè)層,走線的方向務(wù)必取為相互垂直。
 
PCB高速信號(hào)電路設(shè)計(jì)技巧之三:對(duì)特別重要的信號(hào)線或局部單元實(shí)施地線包圍
 
在進(jìn)行PCB板的布線設(shè)計(jì)過程中,工程師可以對(duì)一些非常重要的信號(hào)線采用地線包圍的方法,可在如時(shí)鐘信號(hào)、高速模擬信號(hào)等這些不易受到干擾的信號(hào)走線的同 時(shí)在外圍加上保護(hù)的地線,將要保護(hù)的信號(hào)線夾在中間。因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)的過程中,各類信號(hào)走線是不能形成環(huán)路的,同樣地線也不能形成電流環(huán)路。而如果產(chǎn)生環(huán)路布 線電路則將在系統(tǒng)中產(chǎn)生很大的干擾。采用地線包圍信號(hào)線的布線方法,能有效的避免布線時(shí)形成環(huán)路。應(yīng)該在每個(gè)集成電路塊的附近設(shè)置一個(gè)或幾個(gè)高頻去耦電 容。模擬地線、數(shù)字地線等接往公共地線時(shí)要用高頻扼流環(huán)節(jié)。某些高速信號(hào)線應(yīng)特殊處理:差分信號(hào)要求在同一層上且盡可能的靠近平行走線,差分信號(hào)線之間不 允許插入任何信號(hào),并要求等長(zhǎng)。
 
除了上面提到的幾種設(shè)計(jì)方法外,在進(jìn)行PCB信號(hào)線布線設(shè)計(jì)時(shí),工程師還應(yīng)該盡量避免高速信號(hào)布線分枝或形成樹樁。高頻信號(hào)線走在表層容易產(chǎn)生較大的電磁輻射,將高頻信號(hào)線布線在電源和地線之間,通過電源和底層對(duì)電磁波的吸收,所產(chǎn)生的輻射將減少很多。

 
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