Udformningen af højfrekvente PCB er en kompliceret proces, og mange faktorer kan direkte påvirke højfrekvenskredsløbets arbejdsydelse. Højfrekvente kredsløbsdesign og ledninger er meget vigtige for hele designet. Følgende ti tips til højfrekvent kredsløbs-printkortdesign anbefales især:

1. Flerlagskortledninger

Højfrekvente kredsløb har en tendens til at have høj integration og høj ledningstæthed. Brugen af ​​flerlagstavler er ikke kun nødvendig for ledninger, men også et effektivt middel til at reducere interferens. I PCB Layout-stadiet kan et rimeligt udvalg af printkortstørrelsen med et vist antal lag gøre fuld brug af mellemlaget til at opsætte skjoldet, bedre realisere den nærmeste jording og effektivt reducere den parasitære induktans og forkorte signalet transmissionslængde, mens de stadig opretholder en stor. Alle disse metoder er gavnlige for pålideligheden af ​​højfrekvente kredsløb, såsom amplitudereduktion af signalkrydsinterferens. Nogle data viser, at når det samme materiale bruges, er støjen fra 20-lags plade XNUMXdB lavere end støjen fra den dobbeltsidede plade. Der er dog også et problem. Jo højere antallet af PCB-halvlag er, jo mere kompleks er fremstillingsprocessen, og jo højere enhedsomkostninger. Dette kræver, at vi vælger PCB-kort med det passende antal lag, når vi udfører PCB-layout. Rimelig planlægning af komponentlayout, og brug korrekte ledningsregler for at fuldende designet.

2. Jo mindre ledningen bøjer mellem stifterne på højhastigheds elektroniske enheder, jo bedre

Ledningsledningen til højfrekvente kredsløbsledninger er bedst til at vedtage en fuld lige linje, som skal drejes. Den kan drejes med en 45-graders stiplet linje eller en cirkelbue. Dette krav bruges kun til at forbedre fikseringsstyrken af ​​kobberfolien i lavfrekvente kredsløb, mens dette krav er opfyldt i højfrekvente kredsløb. Et krav kan reducere den eksterne emission og gensidige kobling af højfrekvente signaler.

3. Jo kortere ledningen mellem stifterne på højfrekvenskredsløbsenheden er, jo bedre

Strålingsintensiteten af ​​signalet er proportional med sporlængden af ​​signallinjen. Jo længere højfrekvent signalledning er, jo lettere er det at koble til komponenterne tæt på den. Derfor skal signaluret, krystaloscillatoren, DDR-data, LVDS-linjer, USB-linjer, HDMI-linjer og andre højfrekvente signallinjer være så korte som muligt.

4. Jo mindre blylaget veksler mellem stifterne på højfrekvenskredsløbsenheden, jo bedre

Den såkaldte “jo mindre mellemlags vekslen mellem ledningerne, jo bedre” betyder, at jo færre vias (Via), der bruges i komponentforbindelsesprocessen, jo bedre. Ifølge siden kan en via bringe omkring 0.5pF distribueret kapacitans, og at reducere antallet af vias kan øge hastigheden markant og reducere muligheden for datafejl.

5. Vær opmærksom på “krydstale” introduceret af signallinjen i tæt parallel routing

Højfrekvente kredsløbsledninger bør være opmærksomme på “krydstale” introduceret af den tætte parallelle routing af signallinjer. Crosstalk refererer til koblingsfænomenet mellem signallinjer, der ikke er direkte forbundet. Da højfrekvente signaler transmitteres i form af elektromagnetiske bølger langs transmissionslinjen, vil signallinjen fungere som en antenne, og energien fra det elektromagnetiske felt vil blive udsendt rundt om transmissionslinjen. Uønskede støjsignaler genereres på grund af den gensidige kobling af elektromagnetiske felter mellem signalerne. Kaldes krydstale (Crosstalk). Parametrene for PCB-laget, afstanden mellem signallinjerne, de elektriske karakteristika af drivende og modtagende ende og signallinjetermineringsmetoden har alle en vis indflydelse på krydstale. For at reducere krydstale af højfrekvente signaler er det derfor nødvendigt at gøre følgende så meget som muligt ved ledningsføring:

Hvis ledningspladsen tillader det, kan indsættelse af en jordledning eller jordplan mellem de to ledninger med mere alvorlig krydstale spille en rolle i isoleringen og reducere krydstale. Når der er et tidsvarierende elektromagnetisk felt i rummet omkring signallinjen, hvis parallel fordeling ikke kan undgås, kan et stort areal af “jord” arrangeres på den modsatte side af den parallelle signallinje for at reducere interferens kraftigt.

Under den forudsætning, at ledningspladsen tillader det, skal du øge afstanden mellem tilstødende signallinjer, reducere den parallelle længde af signallinjerne og prøve at gøre urlinjen vinkelret på nøglesignallinjen i stedet for parallel. Hvis parallelle ledninger i samme lag er næsten uundgåelige, i to tilstødende lag, skal ledningsretningerne være vinkelrette på hinanden.

I digitale kredsløb er de sædvanlige kloksignaler signaler med hurtige kantændringer, som har høj ekstern krydstale. Derfor bør urlinjen i designet være omgivet af en jordlinje og udstanset flere jordlinjehuller for at reducere fordelt kapacitans og derved reducere krydstale. For højfrekvente signalure, prøv at bruge lavspændingsdifferentiale ursignaler og indpak jordtilstanden, og vær opmærksom på integriteten af ​​pakkens jordstansning.

Den ubrugte indgangsterminal bør ikke suspenderes, men jordes eller tilsluttes strømforsyningen (strømforsyningen er også jordet i højfrekvente signalsløjfe), fordi den suspenderede linje kan svare til sendeantennen, og jordingen kan hæmme emissionen. Praksis har vist, at brug af denne metode til at eliminere krydstale nogle gange kan give øjeblikkelige resultater.

6. Tilføj højfrekvent afkoblingskondensator til strømforsyningsstiften på den integrerede kredsløbsblok

En højfrekvent afkoblingskondensator er tilføjet til strømforsyningsstiften på hver integreret kredsløbsblok i nærheden. Forøgelse af højfrekvente afkoblingskondensatoren på strømforsyningsstiften kan effektivt undertrykke interferensen af ​​højfrekvente harmoniske på strømforsyningsstiften.

7. Isoler jordledningen af ​​højfrekvent digitalt signal og analog signal jordledning

Når den analoge jordledning, den digitale jordledning osv. er forbundet til den offentlige jordledning, skal du bruge højfrekvente choker magnetiske perler til at forbinde eller direkte isolere og vælge et passende sted til enkeltpunktsforbindelse. Jordpotentialet for jordledningen af ​​det højfrekvente digitale signal er generelt inkonsekvent. Der er ofte en vis spændingsforskel mellem de to direkte. Desuden indeholder jordledningen af ​​det højfrekvente digitale signal ofte meget rige harmoniske komponenter af det højfrekvente signal. Når den digitale signaljordledning og den analoge signaljordledning er direkte forbundet, vil højfrekvenssignalets harmoniske interferere med det analoge signal gennem jordledningskoblingen. Derfor skal jordledningen til det højfrekvente digitale signal og jordledningen til det analoge signal isoleres, og en enkeltpunktsforbindelsesmetode kan bruges i en passende position eller en metode til høj- frekvens choker magnetisk perleforbindelse kan bruges.

8. Undgå sløjfer dannet af ledninger

Alle former for højfrekvente signalspor bør ikke danne en sløjfe så meget som muligt. Hvis det er uundgåeligt, skal løkkearealet være så lille som muligt.

9. Skal sikre god signalimpedanstilpasning

I processen med signaltransmission, når impedansen ikke stemmer overens, vil signalet reflekteres i transmissionskanalen, og reflektionen vil få det syntetiserede signal til at danne et overskridelse, hvilket får signalet til at svinge nær den logiske tærskel.

Den grundlæggende måde at eliminere refleksion på er at matche impedansen af ​​transmissionssignalet godt. Da jo større forskellen er mellem belastningsimpedansen og den karakteristiske impedans af transmissionslinjen, jo større er refleksionen, så den karakteristiske impedans af signaltransmissionslinjen bør gøres lig med belastningsimpedansen så meget som muligt. Bemærk samtidig, at transmissionslinjen på printkortet ikke kan have pludselige ændringer eller hjørner, og prøv at holde impedansen af ​​hvert punkt på transmissionslinjen kontinuerlig, ellers vil der være refleksioner mellem de forskellige sektioner af transmissionslinjen. Dette kræver, at følgende ledningsregler skal overholdes under højhastigheds-PCB-ledninger:

USB-ledningsregler. Kræver USB-signal differentiel routing, linjebredden er 10 mil, linjeafstanden er 6 mil, og jordlinje- og signallinjeafstanden er 6 mil.

Regler for HDMI-ledninger. HDMI-signaldifferentiel routing er påkrævet, linjebredden er 10 mil, linjeafstanden er 6 mil, og afstanden mellem hvert to sæt HDMI differentielle signalpar overstiger 20 mil.

LVDS ledningsregler. Kræver LVDS signal differential routing, linjebredden er 7mil, linjeafstanden er 6mil, formålet er at styre differentialsignalimpedansen for HDMI til 100+-15% ohm

DDR-ledningsregler. DDR1-spor kræver, at signaler ikke går gennem huller så meget som muligt, signallinjer har samme bredde, og linjer er lige fordelt. Sporene skal opfylde 2W-princippet for at reducere krydstale mellem signaler. For højhastighedsenheder med DDR2 og derover kræves der også højfrekvente data. Linjerne er lige lange for at sikre impedanstilpasning af signalet.

10. Garantere transmissionens integritet

Oprethold integriteten af ​​signaltransmission og forebyg “jordbounce-fænomenet” forårsaget af jordopdeling.