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  • PCB又被称为印刷电路板(Printed Circuit Board),它可以实现电子元器件间的线路连接和功能实现,也是电源电路设计中重要的组成部分。今天就将以本文来介绍在PCB设计中的高频电路布线技巧。
  • 高频电路PCB设计及布线经验总结。
  • 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。...
  • 高频电路设计是一个非常复杂的设计过程,其布线对整个设计至关重要!【第一招】多层板布线 高频电路往往集成度较高,布线密度大,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...

    如果数字逻辑电路的频率达到或者超过45MHZ~50MHZ,而且工作在这个频率之上的电路已经占到了整个电子系统一定的份量(比如说1/3),通常就称为高频电路。高频电路设计是一个非常复杂的设计过程,其布线对整个设计至关重要!
    【第一招】多层板布线

    高频电路往往集成度较高,布线密度大,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。有资料显示,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,这就要求我们在进行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。
    【第二招】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。
    【第三招】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。
    【第四招】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。据侧,一个过孔可带来约0.5pF的分布电容,减少过孔数能显著提高速度和减少数据出错的可能性。
    【第五招】注意信号线近距离平行走线引入的“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:
    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。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。
    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。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。
    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。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。
    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。
    【第六招】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。
    【第七招】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。
    【第八招】避免走线形成的环路
    各类高频信号走线尽量不要形成环路,若无法避免则应使环路面积尽量小。
    【第九招】必须保证良好的信号阻抗匹配
    信号在传输的过程中,当阻抗不匹配的时候,信号就会在传输通道中发生信号的反射,反射会使合成信号形成过冲,导致信号在逻辑门限附近波动。
    消除反射的根本办法是使传输信号的阻抗良好匹配,由于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相等。同时还要注意PCB上的传输线不能出现突变或拐角,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出现反射。这就要求在进行高速PCB布线时,必须要遵守以下布线规则:
    USB布线规则。要求USB信号差分走线,线宽10mil,线距6mil,地线和信号线距6mil。
    HDMI布线规则。要求HDMI信号差分走线,线宽10mil,线距6mil,每两组HDMI差分信号对的间距超过20mil。
    LVDS布线规则。要求LVDS信号差分走线,线宽7mil,线距6mil,目的是控制HDMI的差分信号对阻抗为100+-15%欧姆
    DDR布线规则。DDR1走线要求信号尽量不走过孔,信号线等宽,线与线等距,走线必须满足2W原则,以减少信号间的串扰,对DDR2及以上的高速器件,还要求高频数据走线等长,以保证信号的阻抗匹配。
    【第十招】保持信号传输的完整性
    保持信号传输的完整性,防止由于地线分割引起的“地弹现象”。

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  • PCB又被工程师们称为印刷电路板,它可以实现电子元器件间的线路连接和功能实现,也是电源电路设计中重要的组成部分。小编今天就将以本文来介绍在PCB设计中的高频电路布线技巧。
  • 1) 合理选择层数 2) 走线方式 3) 走线长度 4) 过孔数量 5) 层间布线方向 6) 敷铜 7) 包地 8) 信号线 9) 去耦电容 10)高频扼流
  • 本文主要讲PCB设计中的高频电路8个布线技巧,肯定会对你有帮助的!
  • PCB设计中的高频电路布线设计,入门请观看此教程,方便大家学习。
  • 布局结果的好坏将直接影响布线的效果,因此可以这样认为,合理的布局是PCB设计成功的第一步。 本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201802/375815.htm  尤其是预布局,是思考整个电路板,信号流向、散热...

    在设计中,布局是一个重要的环节。布局结果的好坏将直接影响布线的效果,因此可以这样认为,合理的布局是PCB设计成功的第一步。
    本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201802/375815.htm
      尤其是预布局,是思考整个电路板,信号流向、散热、结构等架构的过程。如果预布局是失败的,后面的再多努力也是白费。如有侵权立删!
      1、考虑整体
      一个产品的成功与否,一是要注重内在质量,二是兼顾整体的美观,两者都较完美才能认为该产品是成功的。
      在一个PCB板上,元件的布局要求要均衡,疏密有序,不能头重脚轻或一头沉。
      PCB是否会有变形?
      是否预留工艺边?
      是否预留MARK点?
      是否需要拼板?
      多少层板,可以保证阻抗控制、信号屏蔽、信号完整性、经济性、可实现性?
      2、排除低级错误
      印制板尺寸是否与加工图纸尺寸相符?能否符合PCB制造工艺要求?有无定位标记?
      元件在二维、三维空间上有无冲突?
      元件布局是否疏密有序,排列整齐?是否全部布完?
      需经常更换的元件能否方便的更换?插件板插入设备是否方便?
      热敏元件与发热元件之间是否有适当的距离?
      调整可调元件是否方便?
      在需要散热的地方,装了散热器没有?空气流是否通畅?
      信号流程是否顺畅且互连最短?
      插头、插座等与机械设计是否矛盾?
      线路的干扰问题是否有所考虑?
     3、旁路或去耦电容
      在布线时,模拟器件和数字器件都需要这些类型的电容,都需要靠近其电源引脚连接一 个旁路电容,此电容值通常为 0.1μF。引脚尽量短,减小走线的感抗,且要尽量靠近器件。
    在这里插入图片描述
      在电路板上加旁路或去耦电容,以及这些电容在板上的布置,对于数字和模拟设计来说 都属于基本常识,但其功能却是有区别的。 在模拟布线设计中旁路电容通常用于旁路电源上的高频信号,如果不加旁路电容,这 些高频信号可能通过电源引脚进入敏感的模拟芯片。一般来说,这些高频信号 的频率超出 模拟器件抑制高频信号的能力。如果在模拟电路中不使用旁路电容的话,就可能在信号路径 上引入噪声,更严重的情况甚至会引起振动。 而对于控制器和处理器这样的数字器件 来说,同样需要去耦电容,但原因不同。这些 电容的一个功能是用作“微型”电荷库,这是因为在数字电路中,执行门状态的切换(即开关 切换)通常需要很大的电 流,当开关时芯片上产生开关瞬态电流并流经电路板,有这额外的 “备用”电荷是有利的。如果执行开关动作时没有足够的电荷,会造成电源电压发生很大变化。 电 压变化太大,会导致数字信号电平进入不确定状态,并很可能引起数字器件中的状态机 错误运行。流经电路板走线的开关电流将引起电压发生变化,由于电路板走线 存在寄生电 感,则可采用如下公式计算电压的变化: V=Ldl/dt 其中 V=电压的变化 L=电路板走线感抗 dI=流经走线的电流变化 dt=电流变化的时间 因此,基于多种原因,在供电电源处或有源器件的电源引脚处施加旁路(或去耦)电容是 非常好的做法。
      4、输入电源,如果电流比较大,建议减少走线长度和面积,不要满场跑
      输入上的开关噪声耦合到了电源输出的平面。输出电源的MOS管的开关噪声影响了前级的输入电源。
      如果电路板上存在大量大电流DCDC,则有不同频率,大电流高电压跳变干扰。
      所以我们需要减小输入电源的面积,满足通流就可以。所以在电源布局的时候,要考虑避免输入电源满板跑。
    在这里插入图片描述
      5、电源线和地线
      电源线和地线的位置良好配合,可以降低电磁干扰(EMl)的可能性。如果电源线和地线 配合不当,会设计出系统环路,并很可能会产生噪声。电源线和地线配 合不当的 PCB 设计 示例如图所示。在此电路板上,使用不同的路线来布电源线和地线,由于这种不恰当的配合,电路板的电子元器件和线路受电磁干扰 (EMI)的可能性比较大。
    在这里插入图片描述
      6、数模分离
      在每个 PCB 设计中,电路的噪声部分和“安静”部分(非噪声部分)要分隔开。 一般来说,数字电路可以容忍噪声干扰,而且对噪声不敏感(因为数字电 路有较大的电压噪声容限);相反,模拟电路的电压噪声容限就小得多。两者之中,模拟电路对开关噪声最为敏感。 在混合信号系统的布线中,这两种电路要分隔开。
    在这里插入图片描述
      电路板布线的基本知识既适用于模拟电路,也适用于数字电路。一个基本的经验准则是 使用不间断的地平面,这一基本准则可降低了数字电路中的 dI/dt(电流随时间的变化)效应, 因为 dI/dt 效应会造成地的电势并使噪声进入模拟电路。 数字和模拟电路的布线技巧基本相同,但有一点除外。对于模拟电路,还要另外一点 需要注意,就是要将数字信号线和地平面中的回路尽量远离模拟电路。这一点 可以通过如下做法来实现:将模拟地平面单独连接到系统地连接端,或者将模拟电路放置在电路板的最 远端,也就是线路的末端。这样做是为了保持信号路径所受到 的外部干扰最小。对于数字 电路就不需要这样做,数字电路可容忍地平面上的大量噪声,而不会出现问题。
      7、散热考虑
      在布局过程中,需要考虑散热风道,散热死角;
      热敏感器件不要放在热源风后面。优先考虑DDR这样散热困难户的布局位置。避免由于热仿真不通过,导致反复调整。

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  • PCB Layout 中的高频电路布线技巧,PCB Layout 中的高频电路布线技巧,
  • PCB又被工程师们称为印刷电路板,它可以实现电子元器件间的线路连接和功能实现,也是电源电路设计中重要的组成部分。小编今天就将以本文来介绍在PCB设计中的高频电路布线技巧。
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  • 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
  • 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...
  • 本文介绍了Protel Pcb 软件在高频电路布线中应用的一些简单举例
  • 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。
  • PCB又被称为印刷电路板(Printed Circuit Board),它可以实现电子元器件间的线路连接和功能实现,也是电源电路设计中重要的组成部分。今天就将以本文来介绍在PCB设计中的高频电路布线技巧。
  • Protel_Pcb_软件在高频电路布线中的技巧 Protel_Pcb_软件在高频电路布线中的技巧
  • 本文拟在简介高频电路布线一般要求的同时,以Protel for Windows V1.5软件为例来介绍一下高频电路布线时Protel软件能提供的一些特殊对策。 (1)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的,也...
  • 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PCBLayout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...

    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PCBLayout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PCBLayout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。

    一、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。

    二、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。

    三、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。

    四、注意信号线近距离平行走线引入的“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)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;

    (2)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;

    (3)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;

    (4)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;

    (5)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;

    (6)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;

    (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。

    五、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。

    六、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。

    七、避免走线形成的环路

    各类高频信号走线尽量不要形成环路,若无法避免则应使环路面积尽量小。


    原文网址:http://bbs.elecfans.com/jishu_483231_1_1.html

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  • 高频PCB布线规则

    2021-01-19 23:47:14
    在通常条件下,所有的元件均应布置在印制电路的同一面上,只有在顶层元件过密时,才能将一些高度有限并且发热量小的器件,如贴片电阻、贴片电容、贴IC等放在底层。  2.在保证电气性能的前提下,元件应放置在栅格上...
  • 布板时须遵循高频电路布线原则。  1、布局:脉冲电压连线尽可能短,其中输入开关管到变压器连线,输出变压器到整流管连接 线。脉冲电流环路尽可能小如输入滤波电容正到变压器到开关管返回电容负。输出部分变压器出...
  • 在通常条件下,所有的元件均应布置在印制电路的同一面上,只有在顶层元件过密时,才能将一些高度有限并且发热量小的器件,如贴片电阻、贴片电容、贴IC等放在底层。  2.在保证电气性能的前提下,元件应放置在栅格上...
  • (1)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的,也是降低干扰的有效手段。 (2)高速电路器件管脚间的引线弯折越少越好。高频电路布线的引线采用全直线,需要转折,可用45°折线或...
  • 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...

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高频电路pcb布线