假如數字邏輯電路的次數做到或是超出45MHZ~50MHZ,并且工作中在這個工作頻率以上的電源電路早已占到了全部電子控制系統一定的分量(例如1/3),通常就稱之為高頻電路。高頻電路設計方案是一個比較復雜的設計過程,其走線對全部設計方案尤為重要!
第一招實木多層板走線
高頻電路通常處理速度較高,走線密度大,選用實木多層板既是走線所務必,也是降低干擾的合理方式。在PCB Layout環節,有效的挑選一定疊加層數的印制電路板規格,能靈活運用內層來設定屏蔽掉,能夠更好地完成就近原則接地裝置,并合理地減少生存電感器和減少數據信號的傳送長短,與此同時還能大幅地減少數據信號的交叉式影響等,全部這種方式都對高頻電路的穩定性有益。
有材料表明,相同原材料時,四層板要比單面板的噪音低20dB??墒?,與此同時也存有一個問題,PCB半疊加層數越高,生產制造加工工藝越繁雜,產品成本也就越高,這就規定我們在完成PCB Layout時,除開挑選適宜的疊加層數的PCB板,還必須做好科學合理的電子器件合理布局整體規劃,并選用合理的走線標準來進行設計方案。
第二招多快速電子元器件引腳間的導線彎曲越低就越好
高頻電路走線的導線最好是選用全平行線,必須轉折點,可以用45度曲線或是弧形轉折點,這類規定在低頻率電源電路中只是用以提升銅泊的接觸抑制抗壓強度,而在高頻電路中,達到這一規定卻可以降低高頻率數據信號對外開放的發送和相互之間的藕合。
第三招高頻電路元器件引腳間的導線越少越好
數據信號的輻射功率是和電源線的布線長短正相關的,高頻率的數據信號導線越長,它就越非常容易藕合到挨近它的電子器件上來,因此針對例如數據信號的鐘表、晶振電路、DDR的數據信息、LVDS線、USB線、HDMI線等高頻率電源線全是規定盡量的布線越少越好。
第四招高頻電路元器件引腳間的導線固層更替越低就越好
說白了“導線的固層更替越低就越好”就是指元器件聯接方式中常用的通孔(Via)越低就越好。據側,一個通孔可提供約0.5pF的分布電容,降低過孔眼能明顯提高速度和降低數據信息錯誤的概率。
第五招留意電源線近距平行面布線引進的“串擾”
高頻電路走線要留意電源線近距平行面布線所引進的“串擾”,串擾就是指沒有立即接入的電源線中間的藕合狀況。因為高頻率數據信號順著同軸電纜是以無線電波的方式傳送的,電源線會具有無線天線的功效,磁場的熱量會在同軸電纜的周邊發送,數據信號中間因為磁場的互相藕合而發生的不希望的噪音數據信號稱之為串擾(Crosstalk)。PCB板層的主要參數、電源線的間隔、推動端和協調器的電氣設備特點及其電源線線接方法對串擾都是有一定的危害。因此為了更好地降低高頻率數據信號的串擾,在走線的情況下需要盡量的保證以下幾個方面:
在走線室內空間可以的前提下,在串擾較明顯的兩條線中間插進一條地線應地平面圖,可以具有隔離的作用而降低串擾。
當電源線周邊的室內空間實際上就存有時變的磁場時,若沒法防止平行面遍布,可在平行面電源線的背面布局大規?!暗亍眮泶蠓冉档陀绊?。
在走線室內空間批準的條件下,增加鄰近電源線間的間隔,減少電源線的平行面長短,鐘表線盡可能與重要電源線豎直而不必平行面。
假如同一層內的平行面布線幾乎沒法防止,在鄰近2個層,布線的方位盡量卻為互相豎直。
在數字電路設計中,通常的時鐘信號全是邊緣變化快的數據信號,對外開放串擾大。因此在制定中,鐘表線宜商業用地線包圍起來并多打接地線孔來降低分布電容,進而降低串擾。
對高頻率數據信號鐘表盡可能應用低壓差分信號時鐘信號并包地方法,必須留意包地開洞的一致性。
放著不用的導入端不必懸在空中,反而是將其接地裝置或插線(開關電源在低頻數據信號控制回路中也是地),由于懸在空中的線有可能等效于發送無線天線,接地裝置就能抑止發送。實踐經驗證明,用這類方法清除串擾有時候能馬上奏效。
第六招電子器件塊的開關電源管腳提升高頻率退耦電容器
每一個電子器件塊的開關電源管腳就近原則增一個高頻率退耦電容器。提升開關電源管腳的高頻率退耦電容器,可以合理地抑止開關電源管腳上的高頻率諧波電流產生影響。
第七招高頻率模擬信號的接地線和脈沖信號接地線做防護
仿真模擬接地線、數據接地線等接往公共性接地線時要用高頻率扼流磁珠聯接或是立即防護并挑選適宜的地區點射互連。高頻率模擬信號的接地線的地電位差一般不是一致的,二者立即經常存有一定的工作電壓差,并且,高頻率模擬信號的接地線還經常含有比較豐富的高頻率數據信號的諧波電流份量,當立即聯接模擬信號接地線和脈沖信號接地線時,高頻率數據信號的諧波電流便會根據接地線藕合的方法對脈沖信號開展影響。因此一般而言,對高頻率模擬信號的接地線和脈沖信號的接地線是要做防護的,可以選用在適合部位點射互連的方法,或是選用高頻率扼流磁珠互連的方法。
第八招防止布線產生的環城路
各種高頻率數據信號布線最好不要產生環城路,若沒法防止則應使環城路總面積盡可能小。
第九招務必確保較好的數據信號匹配電阻
數據信號在傳送的環節中,當特性阻抗不搭配的情況下,數據信號便會在傳送安全通道中產生數據信號的反射面,反射面會使生成數據信號產生過沖,造成信息在邏輯性幅值周邊起伏。
清除反射面的壓根方法是使傳送數據信號的特性阻抗優良配對,因為負荷特性阻抗與同軸電纜的特性阻抗相距越大反射面也越大,因此應盡量使數據信號同軸電纜的特性阻抗與負荷特性阻抗相同。與此同時還需要留意PCB上的同軸電纜不可以發生基因突變或轉角,盡可能維持同軸電纜各點特性阻抗持續,不然在同軸電纜部分中間也可能發生反射面。這就需要在開展高速的PCB走線時,務必要遵循下列走線標準:
USB走線標準。規定USB數據信號差分信號布線,線距10mil,線距6mil,接地線和電源線距6mil。
HDMI走線標準。規定HDMI數據信號差分信號布線,線距10mil,線距6mil,每2組HDMI音頻信號對的間隔超出20mil。
LVDS走線標準。規定LVDS數據信號差分信號布線,線距7mil,線距6mil,目地是操縱HDMI的音頻信號對特性阻抗為100 -15%歐母
DDR走線標準。DDR1布線規定數據信號盡可能不踏過孔,電源線等寬,線與線定距,布線務必達到2W標準,以降低數據信號間的串擾,對DDR2及以上的快速元器件,還規定高頻率數據信息布線等長,以確保數據信號的匹配電阻。
第十招維持數據信號傳送的一致性
維持數據信號傳送的一致性,避免因為接地線切分造成的“地彈狀況”。
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