Reka bentuk PCB frekuensi tinggi adalah proses yang rumit, dan banyak faktor boleh menjejaskan prestasi kerja litar frekuensi tinggi secara langsung. Reka bentuk litar frekuensi tinggi dan pendawaian adalah sangat penting untuk keseluruhan reka bentuk. Sepuluh petua berikut untuk reka bentuk PCB litar frekuensi tinggi amat disyorkan:

1. Pendawaian papan berbilang lapisan

Litar frekuensi tinggi cenderung mempunyai integrasi yang tinggi dan ketumpatan pendawaian yang tinggi. Penggunaan papan berbilang lapisan bukan sahaja diperlukan untuk pendawaian, tetapi juga cara yang berkesan untuk mengurangkan gangguan. Di peringkat Susun Atur PCB, pemilihan saiz papan bercetak yang munasabah dengan bilangan lapisan tertentu boleh menggunakan sepenuhnya lapisan perantaraan untuk menyediakan perisai, lebih baik merealisasikan pembumian terdekat, dan mengurangkan kearuhan parasit dengan berkesan dan memendekkan isyarat. panjang penghantaran, sementara masih mengekalkan besar Semua kaedah ini bermanfaat kepada kebolehpercayaan litar frekuensi tinggi, seperti pengurangan amplitud gangguan silang isyarat. Sesetengah data menunjukkan bahawa apabila bahan yang sama digunakan, hingar papan empat lapisan adalah 20dB lebih rendah daripada papan bermuka dua. Walau bagaimanapun, terdapat juga masalah. Semakin tinggi bilangan separuh lapisan PCB, semakin kompleks proses pembuatan, dan semakin tinggi kos unit. Ini memerlukan kami memilih papan PCB dengan bilangan lapisan yang sesuai semasa melaksanakan Susun Atur PCB. Perancangan susun atur komponen yang munasabah, dan gunakan peraturan pendawaian yang betul untuk melengkapkan reka bentuk.

2. Semakin kurang selekoh plumbum di antara pin peranti elektronik berkelajuan tinggi, lebih baik

Dawai utama pendawaian litar frekuensi tinggi adalah yang terbaik untuk menggunakan garis lurus penuh, yang perlu dipusing. Ia boleh diputar dengan garis putus 45 darjah atau lengkok bulat. Keperluan ini hanya digunakan untuk meningkatkan kekuatan penetapan kerajang kuprum dalam litar frekuensi rendah, manakala dalam litar frekuensi tinggi, keperluan ini dipenuhi. Satu keperluan boleh mengurangkan pelepasan luaran dan gandingan bersama isyarat frekuensi tinggi.

3. Lebih pendek plumbum antara pin peranti litar frekuensi tinggi, lebih baik

Keamatan sinaran isyarat adalah berkadar dengan panjang jejak garis isyarat. Lebih lama petunjuk isyarat frekuensi tinggi, lebih mudah untuk digandingkan dengan komponen yang berdekatan dengannya. Oleh itu, untuk jam isyarat, pengayun kristal, data DDR, talian LVDS, talian USB, talian HDMI dan talian isyarat frekuensi tinggi yang lain dikehendaki sesingkat mungkin.

4. Semakin kurang lapisan plumbum berselang-seli antara pin peranti litar frekuensi tinggi, lebih baik

Apa yang dipanggil “semakin kurang pertukaran antara lapisan petunjuk, lebih baik” bermakna bahawa lebih sedikit vias (Via) digunakan dalam proses sambungan komponen, lebih baik. Mengikut sisi, satu via boleh membawa kira-kira 0.5pF kapasitans teragih, dan mengurangkan bilangan vias boleh meningkatkan kelajuan dengan ketara dan mengurangkan kemungkinan ralat data.

5. Beri perhatian kepada “crosstalk” yang diperkenalkan oleh garis isyarat dalam penghalaan selari rapat

Pendawaian litar frekuensi tinggi harus memberi perhatian kepada “crosstalk” yang diperkenalkan oleh penghalaan selari rapat bagi talian isyarat. Crosstalk merujuk kepada fenomena gandingan antara talian isyarat yang tidak bersambung secara langsung. Oleh kerana isyarat frekuensi tinggi dihantar dalam bentuk gelombang elektromagnet di sepanjang talian penghantaran, talian isyarat akan bertindak sebagai antena, dan tenaga medan elektromagnet akan dipancarkan di sekitar talian penghantaran. Isyarat bunyi yang tidak diingini dijana disebabkan oleh gandingan bersama medan elektromagnet antara isyarat. Dipanggil crosstalk (Crosstalk). Parameter lapisan PCB, jarak garis isyarat, ciri elektrik hujung pemacu dan hujung penerima, dan kaedah penamat talian isyarat semuanya mempunyai kesan tertentu pada crosstalk. Oleh itu, untuk mengurangkan crosstalk isyarat frekuensi tinggi, perlu melakukan perkara berikut sebanyak mungkin semasa pendawaian:

Jika ruang pendawaian membenarkan, memasukkan wayar pembumian atau satah pembumian di antara dua wayar dengan crosstalk yang lebih serius boleh memainkan peranan dalam pengasingan dan mengurangkan crosstalk. Apabila terdapat medan elektromagnet yang berubah-ubah masa dalam ruang yang mengelilingi garis isyarat, jika pengedaran selari tidak dapat dielakkan, kawasan besar “tanah” boleh disusun pada bahagian bertentangan garis isyarat selari untuk mengurangkan gangguan dengan banyak.

Di bawah premis bahawa ruang pendawaian membenarkan, tambahkan jarak antara garis isyarat bersebelahan, kurangkan panjang selari garis isyarat, dan cuba buat garis jam berserenjang dengan garis isyarat utama dan bukannya selari. Jika pendawaian selari dalam lapisan yang sama hampir tidak dapat dielakkan, dalam dua lapisan bersebelahan, arah pendawaian mestilah berserenjang antara satu sama lain.

Dalam litar digital, isyarat jam biasa ialah isyarat dengan perubahan tepi pantas, yang mempunyai crosstalk luaran yang tinggi. Oleh itu, dalam reka bentuk, garisan jam harus dikelilingi oleh garis tanah dan menebuk lebih banyak lubang garisan tanah untuk mengurangkan kapasiti teragih, dengan itu mengurangkan crosstalk. Untuk jam isyarat frekuensi tinggi, cuba gunakan isyarat jam pembezaan voltan rendah dan balut mod tanah, dan perhatikan integriti tebukan tanah pakej.

Terminal input yang tidak digunakan tidak boleh digantung, tetapi dibumikan atau disambungkan ke bekalan kuasa (bekalan kuasa juga dibumikan dalam gelung isyarat frekuensi tinggi), kerana talian yang digantung mungkin bersamaan dengan antena pemancar, dan pembumian boleh menghalang pelepasan itu. Amalan telah membuktikan bahawa menggunakan kaedah ini untuk menghapuskan crosstalk kadangkala boleh membuahkan hasil serta-merta.

6. Tambahkan kapasitor penyahgandingan frekuensi tinggi pada pin bekalan kuasa blok litar bersepadu

Kapasitor penyahgandingan frekuensi tinggi ditambah pada pin bekalan kuasa setiap blok litar bersepadu berdekatan. Meningkatkan kapasitor penyahgandingan frekuensi tinggi pin bekalan kuasa dengan berkesan boleh menyekat gangguan harmonik frekuensi tinggi pada pin bekalan kuasa.

7. Asingkan wayar pembumian isyarat digital frekuensi tinggi dan wayar pembumian isyarat analog

Apabila wayar pembumian analog, wayar pembumian digital, dsb. disambungkan ke wayar pembumian awam, gunakan manik magnet pencekik frekuensi tinggi untuk menyambung atau mengasingkan terus dan pilih tempat yang sesuai untuk sambungan satu titik. Potensi tanah bagi wayar pembumian isyarat digital frekuensi tinggi secara amnya tidak konsisten. Selalunya terdapat perbezaan voltan tertentu antara keduanya secara langsung. Selain itu, wayar pembumian isyarat digital frekuensi tinggi selalunya mengandungi komponen harmonik yang sangat kaya bagi isyarat frekuensi tinggi. Apabila wayar bumi isyarat digital dan wayar bumi isyarat analog disambungkan secara langsung, harmonik isyarat frekuensi tinggi akan mengganggu isyarat analog melalui gandingan wayar bumi. Oleh itu, dalam keadaan biasa, wayar pembumian bagi isyarat digital frekuensi tinggi dan wayar pembumian bagi isyarat analog hendaklah diasingkan, dan kaedah penyambungan satu titik boleh digunakan pada kedudukan yang sesuai, atau kaedah penyambungan tinggi. interkoneksi manik magnet tercekik frekuensi boleh digunakan.

8. Elakkan gelung yang terbentuk melalui pendawaian

Semua jenis jejak isyarat frekuensi tinggi tidak boleh membentuk gelung sebanyak mungkin. Jika ia tidak dapat dielakkan, kawasan gelung hendaklah sekecil mungkin.

9. Mesti memastikan padanan impedans isyarat yang baik

Dalam proses penghantaran isyarat, apabila impedans tidak sepadan, isyarat akan mencerminkan dalam saluran penghantaran, dan pantulan akan menyebabkan isyarat yang disintesis membentuk overshoot, menyebabkan isyarat turun naik berhampiran ambang logik.

Cara asas untuk menghapuskan pantulan adalah untuk memadankan impedans isyarat penghantaran dengan baik. Oleh kerana lebih besar perbezaan antara galangan beban dan galangan ciri talian penghantaran, lebih besar pantulan, jadi galangan ciri talian penghantaran isyarat harus dibuat sama dengan galangan beban sebanyak mungkin. Pada masa yang sama, sila ambil perhatian bahawa talian penghantaran pada PCB tidak boleh mengalami perubahan atau penjuru secara tiba-tiba, dan cuba pastikan impedans setiap titik talian penghantaran berterusan, jika tidak, akan ada pantulan antara pelbagai bahagian talian penghantaran. Ini memerlukan semasa pendawaian PCB berkelajuan tinggi, peraturan pendawaian berikut mesti dipatuhi:

Peraturan pendawaian USB. Memerlukan penghalaan pembezaan isyarat USB, lebar talian ialah 10mil, jarak talian ialah 6mil, dan jarak talian garisan dan isyarat ialah 6mil.

Peraturan pendawaian HDMI. Penghalaan pembezaan isyarat HDMI diperlukan, lebar talian ialah 10mil, jarak talian ialah 6mil, dan jarak antara setiap dua set pasangan isyarat pembezaan HDMI melebihi 20mil.

Peraturan pendawaian LVDS. Memerlukan penghalaan pembezaan isyarat LVDS, lebar talian ialah 7mil, jarak talian ialah 6mil, tujuannya adalah untuk mengawal impedans isyarat pembezaan HDMI kepada 100+-15% ohm

Peraturan pendawaian DDR. Jejak DDR1 memerlukan isyarat untuk tidak melalui lubang sebanyak mungkin, garis isyarat mempunyai lebar yang sama, dan jarak yang sama. Jejak mesti memenuhi prinsip 2W untuk mengurangkan crosstalk antara isyarat. Untuk peranti berkelajuan tinggi DDR2 dan ke atas, data frekuensi tinggi juga diperlukan. Talian adalah sama panjang untuk memastikan padanan impedans isyarat.

10. Menjamin integriti penghantaran

Kekalkan integriti penghantaran isyarat dan cegah “fenomena lantunan tanah” yang disebabkan oleh pemisahan tanah.