Konstrukce vysokofrekvenční PCB je komplikovaný proces a mnoho faktorů může přímo ovlivnit pracovní výkon vysokofrekvenčního obvodu. Návrh vysokofrekvenčního obvodu a zapojení jsou velmi důležité pro celý návrh. Zvláště se doporučuje následujících deset tipů pro návrh plošných spojů vysokofrekvenčních obvodů:

1. Zapojení vícevrstvé desky

Vysokofrekvenční obvody mívají vysokou integraci a vysokou hustotu zapojení. Použití vícevrstvých desek je nejen nezbytné pro elektroinstalaci, ale také účinný prostředek ke snížení rušení. Ve fázi rozvržení PCB lze rozumným výběrem velikosti tištěné desky s určitým počtem vrstev plně využít mezivrstvu k nastavení stínění, lépe realizovat nejbližší uzemnění a efektivně snížit parazitní indukčnost a zkrátit signál. přenosová délka při zachování velké Všechny tyto metody jsou přínosné pro spolehlivost vysokofrekvenčních obvodů, jako je například snížení amplitudy křížového rušení signálu. Některá data ukazují, že při použití stejného materiálu je hlučnost čtyřvrstvé desky o 20 dB nižší než u oboustranné desky. Je tu však také problém. Čím vyšší je počet polovrstev DPS, tím složitější je výrobní proces a tím vyšší jsou jednotkové náklady. To vyžaduje, abychom při provádění rozvržení PCB vybrali desky plošných spojů s příslušným počtem vrstev. Rozumné plánování rozmístění součástí a použití správných pravidel zapojení k dokončení návrhu.

2. Čím méně se vedení ohýbá mezi kolíky vysokorychlostních elektronických zařízení, tím lépe

Vodič vysokofrekvenčního obvodového vedení je nejlepší použít plnou přímku, kterou je třeba otočit. Lze jej otáčet 45stupňovou přerušovanou čarou nebo kruhovým obloukem. Tento požadavek se používá pouze pro zlepšení fixační pevnosti měděné fólie v nízkofrekvenčních obvodech, zatímco u vysokofrekvenčních obvodů je tento požadavek splněn. Jedním z požadavků je snížit vnější vyzařování a vzájemnou vazbu vysokofrekvenčních signálů.

3. Čím kratší je svod mezi kolíky zařízení vysokofrekvenčního obvodu, tím lépe

Intenzita záření signálu je úměrná délce stopy signálového vedení. Čím delší je vedení vysokofrekvenčního signálu, tím snazší je spojení s komponenty v jeho blízkosti. Proto je pro takt signálu požadováno, aby krystalový oscilátor, data DDR, linky LVDS, USB linky, HDMI linky a další vysokofrekvenční signálové linky byly co nejkratší.

4. Čím méně se olověná vrstva střídá mezi kolíky vysokofrekvenčního obvodového zařízení, tím lépe

Takzvané „čím menší střídání mezi vrstvami vodičů, tím lépe“ znamená, že čím méně prokovů (Via) se použije v procesu připojení komponent, tím lépe. Podle strany může jeden průchod přinést distribuovanou kapacitu asi 0.5 pF a snížení počtu průchodů může výrazně zvýšit rychlost a snížit možnost chyb v datech.

5. Věnujte pozornost „přeslechům“ způsobeným signálovým vedením v těsném paralelním vedení

Zapojení vysokofrekvenčních obvodů by mělo věnovat pozornost „přeslechům“ způsobeným úzkým paralelním vedením signálových linek. Přeslechy se týkají jevu vazby mezi signálovými vedeními, které nejsou přímo propojeny. Protože vysokofrekvenční signály jsou přenášeny ve formě elektromagnetických vln podél přenosového vedení, bude signální vedení fungovat jako anténa a energie elektromagnetického pole bude vyzařována kolem přenosového vedení. Vzájemnou vazbou elektromagnetických polí mezi signály vznikají nežádoucí šumové signály. Nazývá se přeslechy (Crosstalk). Parametry vrstvy PCB, rozteč signálových vedení, elektrické charakteristiky hnacího a přijímacího konce a způsob zakončení signálového vedení, to vše má určitý vliv na přeslech. Proto, aby se omezily přeslechy vysokofrekvenčních signálů, je nutné při zapojování co nejvíce provést následující:

Pokud to prostor vedení dovolí, vložení uzemňovacího vodiče nebo zemnící plochy mezi dva vodiče s vážnějšími přeslechy může hrát roli při izolaci a snížení přeslechů. Pokud je v prostoru kolem signálového vedení časově proměnlivé elektromagnetické pole, nelze-li se vyhnout paralelní distribuci, může být na opačné straně paralelního signálového vedení uspořádána velká plocha „země“, aby se výrazně snížilo rušení.

Za předpokladu, že to prostor pro vedení umožňuje, zvyšte rozestupy mezi sousedními signálovými vedeními, zkraťte paralelní délku signálových vedení a pokuste se, aby byla hodinová čára kolmá ke klíčové signální lince místo paralelní. Pokud je paralelní vedení ve stejné vrstvě téměř nevyhnutelné, ve dvou sousedních vrstvách musí být směry vedení na sebe kolmé.

V digitálních obvodech jsou obvyklé hodinové signály signály s rychlými změnami hran, které mají vysoký vnější přeslech. Proto by v návrhu mělo být hodinové vedení obklopeno zemnicím vedením a vyraženo více otvorů pro zemnící vedení, aby se snížila distribuovaná kapacita, čímž se sníží přeslechy. Pro vysokofrekvenční signálové hodiny zkuste použít nízkonapěťové diferenciální hodinové signály a zabalte zemní režim a věnujte pozornost integritě zemního děrování obalu.

Nepoužitá vstupní svorka by neměla být zavěšena, ale uzemněna nebo připojena k napájecímu zdroji (zdroj napájení je také uzemněn ve vysokofrekvenční signálové smyčce), protože zavěšené vedení může být ekvivalentní vysílací anténě a uzemnění může bránit emise. Praxe ukázala, že použití této metody k odstranění přeslechů může někdy přinést okamžité výsledky.

6. Přidejte vysokofrekvenční oddělovací kondenzátor na napájecí kolík bloku integrovaného obvodu

Na napájecí kolík každého bloku integrovaného obvodu v blízkosti je přidán vysokofrekvenční oddělovací kondenzátor. Zvětšením vysokofrekvenčního oddělovacího kondenzátoru napájecího pinu lze účinně potlačit rušení vysokofrekvenčních harmonických na napájecím pinu.

7. Izolujte zemnící vodič vysokofrekvenčního digitálního signálu a zemnicí vodič analogového signálu

Když je analogový zemnící vodič, digitální zemnící vodič atd. připojen k veřejnému zemnicímu vodiči, použijte k připojení nebo přímou izolaci vysokofrekvenční tlumivkové magnetické kuličky a vyberte vhodné místo pro jednobodové propojení. Zemní potenciál zemnícího vodiče vysokofrekvenčního digitálního signálu je obecně nekonzistentní. Přímo mezi nimi je často určitý rozdíl napětí. Zemnící vodič vysokofrekvenčního digitálního signálu navíc často obsahuje velmi bohaté harmonické složky vysokofrekvenčního signálu. Když jsou zemnící vodič digitálního signálu a zemnící vodič analogového signálu přímo propojeny, harmonické vysokofrekvenčního signálu budou interferovat s analogovým signálem přes zemnící vodič. Za normálních okolností je proto třeba zemnící vodič vysokofrekvenčního digitálního signálu a zemnící vodič analogového signálu izolovat a na vhodném místě lze použít metodu jednobodového propojení nebo metodu vysokofrekvenčního signálu. může být použito propojení magnetickými kuličkami s frekvenční tlumivkou.

8. Vyhněte se smyčkám vytvořeným kabeláží

Všechny druhy stop vysokofrekvenčního signálu by neměly tvořit smyčku, jak je to jen možné. Pokud je to nevyhnutelné, měla by být oblast smyčky co nejmenší.

9. Musí zajistit dobré přizpůsobení impedance signálu

V procesu přenosu signálu, když se impedance neshoduje, se signál odrazí v přenosovém kanálu a odraz způsobí, že syntetizovaný signál vytvoří překmit, což způsobí, že signál bude kolísat blízko logického prahu.

Základním způsobem eliminace odrazů je dobré přizpůsobení impedance vysílacího signálu. Protože čím větší je rozdíl mezi impedancí zátěže a charakteristickou impedancí přenosového vedení, tím větší je odraz, takže charakteristická impedance přenosového vedení signálu by měla být co nejvíce rovna impedanci zátěže. Zároveň si prosím uvědomte, že přenosová linka na PCB nemůže mít náhlé změny nebo rohy a snažte se udržet impedanci každého bodu přenosové linky spojitou, jinak budou docházet k odrazům mezi různými částmi přenosové linky. To vyžaduje, aby při vysokorychlostním zapojení PCB byla dodržena následující pravidla zapojení:

Pravidla pro zapojení USB. Vyžaduje rozdílové směrování signálu USB, šířka vedení je 10 mil, rozteč linek je 6 mil a rozteč zemního a signálního vedení je 6 mil.

Pravidla zapojení HDMI. Je vyžadováno rozdílové směrování signálu HDMI, šířka linky je 10 mil, vzdálenost mezi řádky je 6 mil a vzdálenost mezi každým dvěma sadami párů diferenciálního signálu HDMI přesahuje 20 mil.

Pravidla zapojení LVDS. Vyžaduje rozdílové směrování signálu LVDS, šířka linky je 7 mil, vzdálenost mezi řádky je 6 mil, účelem je řídit rozdílovou signálovou impedanci HDMI na 100+-15% ohm

Pravidla zapojení DDR. Stopy DDR1 vyžadují, aby signály co možná nejvíce neprocházely otvory, signálové čáry měly stejnou šířku a čáry byly rovnoměrně rozmístěny. Stopy musí splňovat princip 2W, aby se snížily přeslechy mezi signály. Pro vysokorychlostní zařízení DDR2 a vyšší jsou také vyžadována vysokofrekvenční data. Linky jsou stejně dlouhé, aby bylo zajištěno impedanční přizpůsobení signálu.

10. Zaručit integritu přenosu

Udržujte integritu přenosu signálu a zabraňte „fenoménu odrazu země“ způsobenému rozdělením země.