PCB高速信號(hào)電路設(shè)計(jì)的三大布線技巧詳解

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(kāi)詳細(xì)介紹和分享，希望能夠?qū)Υ蠹业墓ぷ饔兴鶐椭?/p>

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(guò)程中，大部分工程師都會(huì)選擇使用多層板來(lái)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(lái)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(lái)降低印制板尺寸，充分利用中間層來(lái)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。

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(guò)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(lái)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(guò)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(guò)程中所用的過(guò)孔越少越好。通常來(lái)說(shuō)，一個(gè)過(guò)孔可帶來(lái)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(wú)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(lái)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。

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(guò)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(guò)程中，各類(lèi)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(shù)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(guò)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。