高頻電路設計佈線技巧十項規則

已經佔到了整個電子系統必定的分量（好比說1/3），一般就稱爲高頻電路。高頻電路設計是一個很是複雜的設計過程，其佈線對整個設計相當重要！

【第一招】多層板佈線

高頻電路每每集成度較高，佈線密度大，採用多層板既是佈線所必須，也是下降干擾的有效手段。在PCB Layout階段，合理的選擇必定層數的印製板尺寸，能充分利用中間層來設置屏蔽，更好地實現就近接地，並有效地下降寄生電感和縮短信號的傳輸長度，同時還能大幅度地下降信號的交叉干擾等，全部這些方法都對高頻電路的可靠性有利。有資料顯示，同種材料時，四層板要比雙面板的噪聲低20dB。可是，同時也存在一個問題，PCB半層數越高，製造工藝越複雜，單位成本也就越高，這就要求咱們在進行PCB Layout時，除了選擇合適的層數的PCB板，還須要進行合理的元器件佈局規劃，並採用正確的佈線規則來完成設計。

【第二招】高速電子器件管腳間的引線彎折越少越好

高頻電路佈線的引線最好採用全直線，須要轉折，可用45度折線或者圓弧轉折，這種要求在低頻電路中僅
僅用於提升銅箔的固着強度，而在高頻電路中，知足這一要求卻能夠減小高頻信號對外的發射和相互間的耦合。

【第三招】高頻電路器件管腳間的引線越短越好

信號的輻射強度是和信號線的走線長度成正比的，高頻的信號引線越長，它就越容易耦合到靠近它的元器件上去，因此對於諸如信號的時鐘、晶振、DDR的數據、LVDS線、USB線、HDMI線等高頻信號線都是要求儘量的走線越短越好。

【第四招】高頻電路器件管腳間的引線層間交替越少越好

所謂「引線的層間交替越少越好」是指元件鏈接過程當中所用的過孔（Via）越少越好。據側，一個過孔可帶來約0.5pF的分佈電容，減小過孔數能顯著提升速度和減小數據出錯的可能性。

【第五招】注意信號線近距離平行走線引入的「串擾」

高頻電路佈線要注意信號線近距離平行走線所引入的「串擾」，串擾是指沒有直接鏈接的信號線之間的耦合現象。因爲高頻信號沿着傳輸線是以電磁波的形式傳輸的，信號線會起到天線的做用，電磁場的能量會在傳輸線的周圍發射，信號之間因爲電磁場的相互耦合而產生的不指望的噪聲信號稱爲串擾（Crosstalk）。PCB板層的參數、信號線的間距、驅動端和接收端的電氣特性以及信號線端接方式對串擾都有必定的影響。因此爲了減小高頻信號的串擾，在佈線的時候要求儘量的作到如下幾點：

在佈線空間容許的條件下，在串擾較嚴重的兩條線之間插入一條地線或地平面，能夠起到隔離的做用而減小串擾。當信號線周圍的空間自己就存在時變的電磁場時，若沒法避免平行分佈，可在平行信號線的反面佈置大面積「地」來大幅減小干擾。

在佈線空間許可的前提下，加大相鄰信號線間的間距，減少信號線的平行長度，時鐘線儘可能與關鍵信號線垂直而不要平行。若是同一層內的平行走線幾乎沒法避免，在相鄰兩個層，走線的方向務必卻爲相互垂直。

在數字電路中，一般的時鐘信號都是邊沿變化快的信號，對外串擾大。因此在設計中，時鐘線宜用地線包圍起來並多打地線孔來減小分佈電容，從而減小串擾。對高頻信號時鐘儘可能使用低電壓差分時鐘信號幷包地方式，須要注意包地打孔的完整性。

閒置不用的輸入端不要懸空，而是將其接地或接電源（電源在高頻信號迴路中也是地），由於懸空的線有可能等效於發射天線，接地就能抑制發射。實踐證實，用這種辦法消除串擾有時能當即見效。

【第六招】集成電路塊的電源引腳增長高頻退藕電容

每一個集成電路塊的電源引腳就近增一個高頻退藕電容。增長電源引腳的高頻退藕電容，能夠有效地抑制電源引腳上的高頻諧波造成干擾。

【第七招】高頻數字信號的地線和模擬信號地線作隔離

模擬地線、數字地線等接往公共地線時要用高頻扼流磁珠鏈接或者直接隔離並選擇合適的地方單點互聯。高頻數字信號的地線的地電位通常是不一致的，二者直接經常存在必定的電壓差，並且，高頻數字信號的地線還經常帶有很是豐富的高頻信號的諧波份量，當直接鏈接數字信號地線和模擬信號地線時，高頻信號的諧波就會經過地線耦合的方式對模擬信號進行干擾。因此一般狀況下，對高頻數字信號的地線和模擬信號的地線是要作隔離的，能夠採用在合適位置單點互聯的方式，或者採用高頻扼流磁珠互聯的方式。

【第八招】避免走線造成的環路

各種高頻信號走線儘可能不要造成環路，若沒法避免則應使環路面積儘可能小。

【第九招】必須保證良好的信號阻抗匹配

信號在傳輸的過程當中，當阻抗不匹配的時候，信號就會在傳輸通道中發生信號的反射，反射會使合成信號造成過沖，致使信號在邏輯門限附近波動。

消除反射的根本辦法是使傳輸信號的阻抗良好匹配，因爲負載阻抗與傳輸線的特性阻抗相差越大反射也越大，因此應儘量使信號傳輸線的特性阻抗與負載阻抗相等。同時還要注意PCB上的傳輸線不能出現突變或拐角，儘可能保持傳輸線各點阻抗連續，不然在傳輸線各段之間也將會出現反射。這就要求在進行高速PCB佈線時，必需要遵照如下佈線規則：

USB佈線規則。要求USB信號差分走線，線寬10mil，線距6mil，地線和信號線距6mil。

HDMI佈線規則。要求HDMI信號差分走線，線寬10mil，線距6mil，每兩組HDMI差分信號對的間距超過20mil。

LVDS佈線規則。要求LVDS信號差分走線，線寬7mil，線距6mil，目的是控制HDMI的差分信號對阻抗爲100+-15%歐姆

DDR佈線規則。DDR1走線要求信號儘可能不走過孔，信號線等寬，線與線等距，走線必須知足2W原則，以減小信號間的串擾，對DDR2及以上的高速器件，還要求高頻數據走線等長，以保證信號的阻抗匹配。

【第十招】保持信號傳輸的完整性

保持信號傳輸的完整性，防止因爲地線分割引發的「地彈現象」。

PCB即印製電路板，是電子電路的承載體，同時，也是電路設計的最後一個環節。如今的電子產品中，內部構造都要使用到PCB。PCB如此重要，咱們應該如何系統、完善地學習PCB印製板設計？