El disseny de la PCB d’alta freqüència és un procés complicat i molts factors poden afectar directament el rendiment del circuit d’alta freqüència. El disseny i el cablejat de circuits d’alta freqüència són molt importants per a tot el disseny. Es recomanen especialment els deu consells següents per al disseny de circuits d’alta freqüència:

1. Cablejat de placa multicapa

Els circuits d’alta freqüència solen tenir una alta integració i una alta densitat de cablejat. L’ús de plaques multicapa no només és necessari per al cablejat, sinó també un mitjà eficaç per reduir les interferències. A l’etapa de disseny de PCB, una selecció raonable de la mida de la placa impresa amb un cert nombre de capes pot fer un ús total de la capa intermèdia per configurar l’escut, adonar-se millor de la connexió a terra més propera i reduir eficaçment la inductància parasitària i escurçar el senyal. La longitud de transmissió, tot i que es manté una gran. Tots aquests mètodes són beneficiosos per a la fiabilitat dels circuits d’alta freqüència, com ara la reducció d’amplitud de la interferència creuada del senyal. Algunes dades mostren que quan s’utilitza el mateix material, el soroll del tauler de quatre capes és 20 dB més baix que el del tauler de doble cara. Tanmateix, també hi ha un problema. Com més gran sigui el nombre de mitges capes de PCB, més complex serà el procés de fabricació i major serà el cost unitari. Això requereix que seleccionem plaques de PCB amb el nombre adequat de capes quan realitzem el disseny de PCB. Planificació raonable de la disposició dels components i utilitzeu regles de cablejat correctes per completar el disseny.

2. Com menys es doblegui el plom entre els pins dels dispositius electrònics d’alta velocitat, millor

El cable conductor del cablejat del circuit d’alta freqüència és millor adoptar una línia recta completa, que s’ha de girar. Es pot girar mitjançant una línia trencada de 45 graus o un arc circular. Aquest requisit només s’utilitza per millorar la força de fixació de la làmina de coure en circuits de baixa freqüència, mentre que en circuits d’alta freqüència es compleix aquest requisit. Un requisit pot reduir l’emissió externa i l’acoblament mutu de senyals d’alta freqüència.

3. Com més curt sigui el cable entre els pins del dispositiu de circuit d’alta freqüència, millor

La intensitat de radiació del senyal és proporcional a la longitud de traça de la línia del senyal. Com més llarg sigui el cable del senyal d’alta freqüència, més fàcil serà acoblar-lo als components propers. Per tant, per al rellotge de senyal, l’oscil·lador de cristall, les dades DDR, les línies LVDS, les línies USB, les línies HDMI i altres línies de senyal d’alta freqüència han de ser tan curtes com sigui possible.

4. Com menys s’alterni la capa de plom entre els pins del dispositiu de circuit d’alta freqüència, millor

L’anomenat “com menys alternança entre capes dels cables, millor” significa que com menys vies (Via) s’utilitzin en el procés de connexió de components, millor. Segons el costat, una via pot aportar una capacitat distribuïda de 0.5 pF, i reduir el nombre de vies pot augmentar significativament la velocitat i reduir la possibilitat d’errors de dades.

5. Preste atenció a la “diafonia” introduïda per la línia de senyal en un encaminament paral·lel proper

El cablejat del circuit d’alta freqüència hauria de prestar atenció a la “diafonia” introduïda per l’encaminament paral·lel proper de les línies de senyal. La diafonia fa referència al fenomen d’acoblament entre línies de senyal que no estan connectades directament. Com que els senyals d’alta freqüència es transmeten en forma d’ones electromagnètiques al llarg de la línia de transmissió, la línia de senyal actuarà com a antena i l’energia del camp electromagnètic s’emetrà al voltant de la línia de transmissió. Els senyals de soroll no desitjats es generen a causa de l’acoblament mutu de camps electromagnètics entre els senyals. Es diu crosstalk (Crosstalk). Els paràmetres de la capa de PCB, l’espaiat de les línies de senyal, les característiques elèctriques de l’extrem conductor i l’extrem receptor i el mètode de terminació de la línia de senyal tenen un cert impacte en la diafonia. Per tant, per reduir la diafonia dels senyals d’alta freqüència, cal fer el següent tant com sigui possible durant el cablejat:

Si l’espai de cablejat ho permet, inserir un cable de terra o un pla de terra entre els dos cables amb una diafonia més greu pot tenir un paper aïllant i reduir la diafonia. Quan hi ha un camp electromagnètic variable en el temps a l’espai que envolta la línia de senyal, si no es pot evitar la distribució paral·lela, es pot disposar una gran àrea de “terra” al costat oposat de la línia de senyal paral·lela per reduir molt les interferències.

Sota la premissa que l’espai de cablejat ho permet, augmenteu l’espai entre les línies de senyal adjacents, reduïu la longitud paral·lela de les línies de senyal i intenteu que la línia del rellotge sigui perpendicular a la línia de senyal clau en lloc de paral·lela. Si el cablejat paral·lel a la mateixa capa és gairebé inevitable, en dues capes adjacents, les direccions del cablejat han de ser perpendiculars entre si.

En els circuits digitals, els senyals de rellotge habituals són senyals amb canvis de vora ràpids, que tenen una gran diafonia externa. Per tant, en el disseny, la línia del rellotge hauria d’estar envoltada per una línia de terra i perforar més forats de línia de terra per reduir la capacitat distribuïda, reduint així la diafonia. Per als rellotges de senyal d’alta freqüència, proveu d’utilitzar senyals de rellotge diferencial de baixa tensió i embolcalleu el mode de terra i presteu atenció a la integritat de la perforació a terra del paquet.

El terminal d’entrada no utilitzat no s’ha de suspendre, sinó connectar-se a terra o connectar-se a la font d’alimentació (la font d’alimentació també està connectada a terra al bucle de senyal d’alta freqüència), perquè la línia suspesa pot ser equivalent a l’antena de transmissió i la connexió a terra pot inhibir. l’emissió. La pràctica ha demostrat que l’ús d’aquest mètode per eliminar la diafonia de vegades pot donar resultats immediats.

6. Afegiu un condensador de desacoblament d’alta freqüència al pin d’alimentació del bloc de circuit integrat

S’afegeix un condensador de desacoblament d’alta freqüència al pin de la font d’alimentació de cada bloc de circuit integrat proper. Augmentar el condensador de desacoblament d’alta freqüència del pin de la font d’alimentació pot suprimir eficaçment la interferència dels harmònics d’alta freqüència al pin de la font d’alimentació.

7. Aïlleu el cable de terra del senyal digital d’alta freqüència i el cable de terra del senyal analògic

Quan el cable de terra analògic, el cable de terra digital, etc. estan connectats al cable de terra públic, utilitzeu perles magnètiques d’obtenció d’alta freqüència per connectar-les o aïllar-les directament i seleccionar un lloc adequat per a la interconnexió d’un sol punt. El potencial de terra del cable de terra del senyal digital d’alta freqüència és generalment inconsistent. Sovint hi ha una certa diferència de tensió entre els dos directament. A més, el cable de terra del senyal digital d’alta freqüència conté sovint components harmònics molt rics del senyal d’alta freqüència. Quan el cable de terra del senyal digital i el cable de terra del senyal analògic estan connectats directament, els harmònics del senyal d’alta freqüència interferiran amb el senyal analògic a través de l’acoblament del cable de terra. Per tant, en circumstàncies normals, el cable de terra del senyal digital d’alta freqüència i el cable de terra del senyal analògic s’han d’aïllar, i es pot utilitzar un mètode d’interconnexió d’un sol punt en una posició adequada o un mètode d’alta freqüència. Es pot utilitzar la interconnexió de perles magnètiques d’asfixia de freqüència.

8. Eviteu els bucles formats pel cablejat

Tot tipus de traces de senyal d’alta freqüència no haurien de formar un bucle tant com sigui possible. Si és inevitable, l’àrea del bucle ha de ser el més petita possible.

9. Ha d’assegurar una bona concordança de la impedància del senyal

En el procés de transmissió del senyal, quan la impedància no coincideix, el senyal es reflectirà al canal de transmissió i la reflexió farà que el senyal sintetitzat formi un desbordament, fent que el senyal fluctuï prop del llindar lògic.

La manera fonamental d’eliminar la reflexió és fer coincidir bé la impedància del senyal de transmissió. Atès que com més gran sigui la diferència entre la impedància de càrrega i la impedància característica de la línia de transmissió, més gran serà la reflexió, de manera que la impedància característica de la línia de transmissió del senyal s’hauria de fer igual a la impedància de càrrega tant com sigui possible. Al mateix temps, tingueu en compte que la línia de transmissió de la PCB no pot tenir canvis sobtats o cantonades, i intenteu mantenir la impedància de cada punt de la línia de transmissió contínua, en cas contrari, hi haurà reflexions entre les diferents seccions de la línia de transmissió. Això requereix que durant el cablejat de PCB d’alta velocitat, s’han d’observar les regles de cablejat següents:

Normes de cablejat USB. Requereix un encaminament diferencial del senyal USB, l’amplada de la línia és de 10 mil, l’interlineat és de 6 mil i l’espaiat de la línia de terra i del senyal és de 6 mil.

Normes de cablejat HDMI. Es requereix l’encaminament diferencial del senyal HDMI, l’amplada de línia és de 10 mil, l’espaiat entre línies és de 6 mil i l’espai entre cada dos conjunts de parells de senyal diferencial HDMI supera els 20 mil.

Normes de cablejat LVDS. Requereix un encaminament diferencial del senyal LVDS, l’amplada de la línia és de 7 mil, l’interlineat és de 6 mil, l’objectiu és controlar la impedància del senyal diferencial de HDMI a 100 + -15% ohm

Normes de cablejat DDR. Les traces DDR1 requereixen que els senyals no passin per forats tant com sigui possible, les línies de senyal tenen la mateixa amplada i les línies estan igualment espaiades. Les traces han de complir el principi de 2W per reduir la diafonia entre senyals. Per als dispositius d’alta velocitat de DDR2 i superior, també es requereixen dades d’alta freqüència. Les línies tenen la mateixa longitud per garantir la concordança d’impedància del senyal.

10. Garantir la integritat de la transmissió

Mantenir la integritat de la transmissió del senyal i evitar el “fenomen de rebot de terra” causat per la divisió de terra.