發(fā)布日期:2020-11-30 09:53:20 | 關(guān)注:1799
假如數(shù)字邏輯電路的頻率到達或逾越45 MHz至50 MHz,并且在此頻率以上作業(yè)的電路已經(jīng)占整個電子系統(tǒng)的必定量(例如,1/3),它一般被稱為高頻電路,高頻板(PCB線路板)規(guī)劃是一個非常復(fù)雜的規(guī)劃過程,其布線對整體規(guī)劃至關(guān)重要!
一、初步過程的高頻板多層電路板布線
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運用既是布線所必需的,也是減少攪擾的有用手法。在高頻板(PCB線路板)布局階段,合理選擇必定數(shù)量的印刷電路板尺寸可以充分利用中間層來設(shè)置屏蔽,更好地完結(jié)近接地,有用下降寄生電感,縮短傳輸長度經(jīng)過減少信號的串?dāng)_等,所有這些辦法都有利于高頻電路的可靠性。根據(jù)數(shù)據(jù),四層板比雙板的噪音低20dB。但是,也存在問題。 PCB線路板半層數(shù)越高,制造工藝越復(fù)雜,單位成本越高。這要求咱們?yōu)镻CB線路板布局選擇恰當(dāng)數(shù)量的高頻PCB板。正確的組件布局規(guī)劃和正確的布線規(guī)則,以完結(jié)規(guī)劃。
二、集成電路模塊的電源引腳添加高頻解鎖電容。
高頻解捻電容添加到每個集成電路塊的電源引腳。添加電源引腳的高頻去耦電容可以有用按捺電源引腳上的高頻諧波,構(gòu)成攪擾。
三、高頻板PCB設(shè)備引腳之間的引線越短越好。
信號的輻射強度與信號線的跡線長度成比例。高頻信號引線越長,耦合到挨近它的元件越容易,因此關(guān)于信號時鐘,晶體,DDR,高頻信號線(如LVDS線,USB線和HDMI線)等數(shù)據(jù)要求盡或許短。
四、高頻板PCB器件引腳之間引線層之間的過渡越少越好。
所謂“引線層之間的最小交替更好”意味著組件聯(lián)接過程中運用的通孔(Via)越少越好。根據(jù)這一方面,通孔可以帶來約0.5pF的散布電容,減少通孔數(shù)可以明顯進步速度并下降數(shù)據(jù)過錯的或許性。
五、高速電子設(shè)備引腳彎曲越小越好。
高頻PCB布線的引線優(yōu)選為全線,需求翻滾,并且可以以45度線或圓弧折疊。該要求僅用于進步低頻電路中銅箔的固定強度,并且在高頻PCB中,滿意內(nèi)容。一個要求是減少高頻信號的外部傳輸和互耦。
六、避免由痕跡構(gòu)成的循環(huán)。
不要構(gòu)成循環(huán)所有類型的高頻信號走線都盡或許多。假如不可避免,請使循環(huán)區(qū)域盡或許小。
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七、高頻板的高頻數(shù)字信號的接地與模仿信號地隔絕。
當(dāng)模仿地線,數(shù)字地線等聯(lián)接到公共地線時,應(yīng)運用高頻湍流磁珠聯(lián)接或直接隔絕選擇適合單點互連的當(dāng)?shù)亍?/span>高頻板的高頻數(shù)字信號的地的地電位一般是不一致的,并且兩者之間一般存在必定的電壓差。并且,高頻數(shù)字信號的地線一般具有非常豐富的高頻信號的諧波重量。當(dāng)數(shù)字信號地和模仿信號地直接聯(lián)接時,高頻信號的諧波經(jīng)過地線耦合攪擾模仿信號。因此,一般,要隔絕高頻數(shù)字信號的接地和模仿信號的接地,并且在恰當(dāng)方位的單點互連辦法或高頻湍流磁珠的互連可以是經(jīng)過。
八、有必要確保出色的信號阻抗匹配。
在信號傳輸期間,當(dāng)阻抗不匹配時,信號將反射在傳輸通道中,反射將逾越復(fù)合信號,導(dǎo)致信號在邏輯閾值鄰近波動。
消除反射的底子辦法是使發(fā)射信號的阻抗匹配出色。因為負載阻抗和傳輸線的特征阻抗之間的差異較大,因此反射也較大。因此,信號傳輸線的特征阻抗應(yīng)盡或許地等于負載阻抗。一起,應(yīng)留心PCB上的傳輸線不該遽然或轉(zhuǎn)角,盡量堅持傳輸線各點的阻抗連續(xù),不然傳輸線段之間會有反射。這需求在執(zhí)行高速PCB布線時遵循以下布線規(guī)則:
USB布線規(guī)則。需求USB信號差分路由。線寬為10密耳,線間隔為6密耳,地線和信號線相距6密耳。
HDMI接線規(guī)則。需求HDMI信號差散布線,線寬為10密耳,線間隔為6密耳。每對HDMI差分信號對之間的間隔逾越20密耳。
LVDS接線規(guī)則。需求LVDS信號差分走線,線寬7mil,線間隔6mil,目的是將HDMI的差分信號阻抗控制在100 + -15%歐姆
DDR接線規(guī)則。 DDR1布線要求信號不該盡或許地穿過孔。信號線的寬度相等,線與線等距。該線路有必要符合2W準(zhǔn)則,以減少信號之間的串?dāng)_。關(guān)于DDR2及以上版本的高速設(shè)備,需求高頻數(shù)據(jù)。這些線的長度相等,以確保信號的阻抗匹配。
九、堅持信號傳輸?shù)耐暾浴?/span>
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十、留心并行線路引進的“串?dāng)_”信號線。
高頻板的PCB布線應(yīng)留心信號線平行線引進的“串?dāng)_”。串?dāng)_是指未直接聯(lián)接的信號線之間的耦合現(xiàn)象。因為高頻信號以電磁波的方式沿著傳輸線傳輸,信號線充任天線,并且電磁場的能量在傳輸線周圍發(fā)射,并且由互相產(chǎn)生的不期望的噪聲信號信號之間的電磁場耦合稱為串?dāng)_。 PCB線路板層的參數(shù),信號線的間隔,驅(qū)動器和接收器的電特性以及信號線的終端都對串?dāng)_產(chǎn)生必定的影響。因此,為了減少高頻信號的串?dāng)_,需求在布線過程中盡或許做到以下幾點:
在兩個接地之間刺進接地或接地層具有嚴(yán)重串?dāng)_的線路可以在布線空間答應(yīng)的條件下進行隔絕并減少串?dāng)_。
當(dāng)信號線周圍的空間存在時變電磁場時,假如無法避免并聯(lián)散布,可以在并聯(lián)信號線的反面放置一個大面積的“接地”,以大大減少攪擾。
在接線的前提下空間答應(yīng),添加相鄰信號線之間的間隔,減小信號線的平行長度,時鐘線應(yīng)筆直于要害信號線而不是平行。
假如同一層中的平行跡線幾乎是不可避免的,則在相鄰的兩層中,跡線的方向有必要互相筆直。
在數(shù)字電路中,一般的時鐘信號是邊際改變快的信號,外部串?dāng)_很大。因此,在規(guī)劃中,時鐘線應(yīng)該被地線和更多的接地孔圍住,以減少散布電容,然后減少串?dāng)_。
用于高頻信號時鐘,嘗試運用低壓差分時鐘信號并掩蓋地上。您需求留心包裝的完整性。
請勿將未運用的輸入端子接地,而是將其接地或聯(lián)接到電源(電源也在高頻信號回路中接地)。因為懸掛線可以等同于發(fā)射天線,所以接地可以按捺發(fā)射。實踐證明,運用這種辦法消除串?dāng)_有時可以當(dāng)即收效。