Utformingen av høyfrekvente PCB er en komplisert prosess, og mange faktorer kan direkte påvirke arbeidsytelsen til høyfrekvenskretsen. Høyfrekvent kretsdesign og kabling er svært viktig for hele designet. Følgende ti tips for høyfrekvent krets PCB-design anbefales spesielt:

1. Kabling for flerlagskort

Høyfrekvente kretser har en tendens til å ha høy integrasjon og høy ledningstetthet. Bruken av flerlagstavler er ikke bare nødvendig for kabling, men også et effektivt middel for å redusere interferens. I PCB Layout-stadiet kan et rimelig utvalg av trykt bordstørrelse med et visst antall lag utnytte det mellomliggende laget fullt ut for å sette opp skjoldet, bedre realisere nærmeste jording og effektivt redusere den parasittiske induktansen og forkorte signalet overføringslengde, samtidig som de opprettholder en stor. Alle disse metodene er fordelaktige for påliteligheten til høyfrekvente kretser, for eksempel amplitudereduksjonen av signalkryssinterferens. Noen data viser at når det samme materialet brukes, er støyen fra firelagsplaten 20dB lavere enn den for dobbeltsidige platen. Det er imidlertid også et problem. Jo høyere antall PCB-halvlag, jo mer kompleks er produksjonsprosessen, og jo høyere enhetskostnad. Dette krever at vi velger PCB-kort med passende antall lag når vi utfører PCB Layout. Rimelig planlegging av komponentoppsett, og bruk riktige kablingsregler for å fullføre designet.

2. Jo mindre ledningen bøyer seg mellom pinnene på høyhastighets elektroniske enheter, jo bedre

Ledningsledningen til høyfrekvente kretsledninger er best å bruke en hel rett linje, som må snus. Den kan dreies med en 45-graders stiplet linje eller en sirkelbue. Dette kravet brukes kun for å forbedre festestyrken til kobberfolien i lavfrekvente kretser, mens i høyfrekvente kretser er dette kravet oppfylt. Ett krav kan redusere ekstern emisjon og gjensidig kobling av høyfrekvente signaler.

3. Jo kortere ledningen mellom pinnene til høyfrekvenskretsenheten er, jo bedre

Strålingsintensiteten til signalet er proporsjonal med sporlengden til signallinjen. Jo lengre høyfrekvent signalledning er, desto lettere er det å koble til komponentene nær den. Derfor kreves det at signalklokken, krystalloscillatoren, DDR-data, LVDS-linjer, USB-linjer, HDMI-linjer og andre høyfrekvente signallinjer er så korte som mulig.

4. Jo mindre blylaget veksler mellom pinnene til høyfrekvenskretsenheten, jo bedre

Den såkalte “jo mindre veksling mellom ledningene, jo bedre” betyr at jo færre vias (Via) som brukes i komponenttilkoblingsprosessen, jo bedre. I følge siden kan en via gi omtrent 0.5pF distribuert kapasitans, og å redusere antall vias kan øke hastigheten betydelig og redusere muligheten for datafeil.

5. Vær oppmerksom på “overtale” introdusert av signallinjen i tett parallell ruting

Høyfrekvente kretsledninger bør ta hensyn til “krysstale” introdusert av nær parallell ruting av signallinjer. Crosstalk refererer til koblingsfenomenet mellom signallinjer som ikke er direkte forbundet. Siden høyfrekvente signaler sendes i form av elektromagnetiske bølger langs overføringslinjen, vil signallinjen fungere som en antenne, og energien til det elektromagnetiske feltet sendes ut rundt overføringslinjen. Uønskede støysignaler genereres på grunn av gjensidig kobling av elektromagnetiske felt mellom signalene. Kalt crosstalk (Crosstalk). Parametrene til PCB-laget, avstanden mellom signallinjene, de elektriske egenskapene til drivenden og mottakerenden, og signallinjetermineringsmetoden har alle en viss innvirkning på krysstalen. Derfor, for å redusere krysstale av høyfrekvente signaler, er det nødvendig å gjøre følgende så mye som mulig ved kabling:

Hvis ledningsplassen tillater det, kan det å sette inn en jordledning eller jordplan mellom de to ledningene med mer alvorlig krysstale spille en rolle i isolasjon og redusere krysstale. Når det er et tidsvarierende elektromagnetisk felt i rommet rundt signallinjen, hvis parallellfordeling ikke kan unngås, kan et stort område med “jord” anordnes på motsatt side av den parallelle signallinjen for å redusere interferens.

Under forutsetningen om at ledningsrommet tillater, øk avstanden mellom tilstøtende signallinjer, reduser den parallelle lengden på signallinjene, og prøv å gjøre klokkelinjen vinkelrett på nøkkelsignallinjen i stedet for parallell. Hvis parallelle ledninger i samme lag er nesten uunngåelige, i to tilstøtende lag, må retningene til ledningene være vinkelrett på hverandre.

I digitale kretser er de vanlige klokkesignalene signaler med raske kantforandringer, som har høy ekstern krysstale. Derfor, i designet, bør klokkelinjen være omgitt av en jordlinje og stanset flere jordlinjehull for å redusere distribuert kapasitans, og dermed redusere krysstale. For høyfrekvente signalklokker, prøv å bruke lavspente differensialklokkesignaler og pakke inn jordingsmodus, og vær oppmerksom på integriteten til pakkens jordstansing.

Den ubrukte inngangsterminalen skal ikke suspenderes, men jordes eller kobles til strømforsyningen (strømforsyningen er også jordet i høyfrekvente signalsløyfe), fordi den suspenderte linjen kan være ekvivalent med senderantennen, og jordingen kan hindre utslippet. Praksis har vist at bruk av denne metoden for å eliminere krysstale noen ganger kan gi umiddelbare resultater.

6. Legg til høyfrekvent avkoblingskondensator til strømforsyningspinnen til den integrerte kretsblokken

En høyfrekvent avkoblingskondensator er lagt til strømforsyningspinnen til hver integrerte kretsblokk i nærheten. Å øke den høyfrekvente avkoblingskondensatoren til strømforsyningspinnen kan effektivt undertrykke interferensen av høyfrekvente harmoniske på strømforsyningspinnen.

7. Isoler jordledningen til høyfrekvent digital signal og analog signal jordledning

Når den analoge jordledningen, den digitale jordingsledningen osv. er koblet til den offentlige jordingsledningen, bruk høyfrekvente choke magnetiske perler for å koble til eller direkte isolere og velge et passende sted for enkeltpunkts sammenkobling. Jordpotensialet til jordledningen til det høyfrekvente digitale signalet er generelt inkonsekvent. Det er ofte en viss spenningsforskjell mellom de to direkte. Dessuten inneholder jordledningen til det høyfrekvente digitale signalet ofte svært rike harmoniske komponenter av høyfrekvente signaler. Når den digitale signaljordledningen og den analoge signaljordledningen er direkte koblet sammen, vil harmoniske av høyfrekvenssignalet forstyrre det analoge signalet gjennom jordledningskoblingen. Derfor, under normale omstendigheter, skal jordledningen til det høyfrekvente digitale signalet og jordledningen til det analoge signalet isoleres, og en enkeltpunkts sammenkoblingsmetode kan brukes i en passende posisjon, eller en metode for høy- frekvens choke magnetisk perleforbindelse kan brukes.

8. Unngå løkker dannet av ledninger

Alle slags høyfrekvente signalspor bør ikke danne en sløyfe så mye som mulig. Hvis det er uunngåelig, bør løkkeområdet være så lite som mulig.

9. Må sørge for god signalimpedanstilpasning

I prosessen med signaloverføring, når impedansen ikke stemmer overens, vil signalet reflekteres i overføringskanalen, og refleksjonen vil føre til at det syntetiserte signalet danner et oversving, noe som får signalet til å svinge nær den logiske terskelen.

Den grunnleggende måten å eliminere refleksjon på er å matche impedansen til overføringssignalet godt. Siden jo større forskjellen er mellom belastningsimpedansen og den karakteristiske impedansen til overføringslinjen, desto større er refleksjonen, så den karakteristiske impedansen til signaloverføringslinjen bør gjøres lik belastningsimpedansen så mye som mulig. Vær samtidig oppmerksom på at overføringslinjen på PCB ikke kan ha plutselige endringer eller hjørner, og prøv å holde impedansen til hvert punkt på overføringslinjen kontinuerlig, ellers vil det være refleksjoner mellom de ulike delene av overføringslinjen. Dette krever at under høyhastighets PCB-kabling, må følgende kablingsregler overholdes:

USB-ledningsregler. Krever USB-signaldifferensialruting, linjebredden er 10 mil, linjeavstanden er 6 mil, og bakkelinje- og signallinjeavstanden er 6 mil.

HDMI-kablingsregler. HDMI-signaldifferensialrutingen er nødvendig, linjebredden er 10 mil, linjeavstanden er 6 mil, og avstanden mellom hvert to sett med HDMI-differensialsignalpar overstiger 20 mil.

LVDS kablingsregler. Krever LVDS-signaldifferensialruting, linjebredden er 7mil, linjeavstanden er 6mil, formålet er å kontrollere differensialsignalimpedansen til HDMI til 100+-15% ohm

DDR kablingsregler. DDR1-spor krever at signaler ikke går gjennom hull så mye som mulig, signallinjene er like brede og linjene er like fordelt. Sporene må oppfylle 2W-prinsippet for å redusere krysstale mellom signaler. For høyhastighetsenheter med DDR2 og høyere kreves også høyfrekvente data. Linjene er like lange for å sikre impedanstilpasningen til signalet.

10. Garantere integriteten til overføringen

Oppretthold integriteten til signaloverføringen og forhindre “jordsprett-fenomenet” forårsaket av jordsplitting.