A concepção do PCB de alta frequência é um processo complicado e muitos fatores podem afetar diretamente o desempenho de funcionamento do circuito de alta frequência. O projeto e a fiação do circuito de alta frequência são muito importantes para todo o projeto. As dez dicas a seguir para o design de PCB de circuito de alta frequência são especialmente recomendadas:

1. Fiação da placa multicamada

Os circuitos de alta frequência tendem a ter alta integração e alta densidade de fiação. O uso de placas multicamadas não é apenas necessário para a fiação, mas também um meio eficaz de reduzir a interferência. No estágio de Layout de PCB, uma seleção razoável do tamanho da placa impressa com um certo número de camadas pode fazer uso total da camada intermediária para configurar a blindagem, realizar melhor o aterramento mais próximo e reduzir efetivamente a indutância parasita e encurtar o sinal comprimento de transmissão, enquanto ainda mantém um grande Todos esses métodos são benéficos para a confiabilidade dos circuitos de alta frequência, como a redução da amplitude da interferência cruzada do sinal. Alguns dados mostram que quando o mesmo material é usado, o ruído da placa de quatro camadas é 20dB menor que o da placa de dupla face. No entanto, também há um problema. Quanto maior o número de meias camadas de PCB, mais complexo é o processo de fabricação e mais alto é o custo unitário. Isso exige que selecionemos placas PCB com o número apropriado de camadas ao executar o Layout PCB. Planejamento de layout de componente razoável e use regras de fiação corretas para concluir o projeto.

2. Quanto menos o cabo dobrar entre os pinos de dispositivos eletrônicos de alta velocidade, melhor

O fio condutor da fiação do circuito de alta frequência é melhor adotar uma linha reta completa, que precisa ser girada. Ele pode ser girado por uma linha quebrada de 45 graus ou um arco circular. Este requisito é usado apenas para melhorar a resistência de fixação da folha de cobre em circuitos de baixa frequência, enquanto em circuitos de alta frequência, esse requisito é atendido. Um requisito pode reduzir a emissão externa e o acoplamento mútuo de sinais de alta frequência.

3. Quanto mais curto o cabo entre os pinos do dispositivo de circuito de alta frequência, melhor

A intensidade da radiação do sinal é proporcional ao comprimento do traço da linha do sinal. Quanto mais longo o cabo do sinal de alta frequência, mais fácil será acoplar aos componentes próximos a ele. Portanto, para o sinal de clock, oscilador de cristal, dados DDR, linhas LVDS, linhas USB, linhas HDMI e outras linhas de sinal de alta frequência devem ser o mais curtos possível.

4. Quanto menos a camada de chumbo alternar entre os pinos do dispositivo de circuito de alta frequência, melhor

Quanto menor a chamada “quanto menor a alternância entre camadas dos condutores, melhor” significa que quanto menos vias (Via) usadas no processo de conexão do componente, melhor. De acordo com o lado, uma via pode trazer cerca de 0.5pF de capacitância distribuída, e a redução do número de vias pode aumentar significativamente a velocidade e reduzir a possibilidade de erros de dados.

5. Preste atenção ao “crosstalk” introduzido pela linha de sinal no roteamento paralelo próximo

A fiação do circuito de alta frequência deve prestar atenção ao “crosstalk” introduzido pelo roteamento paralelo próximo das linhas de sinal. A linha cruzada se refere ao fenômeno de acoplamento entre as linhas de sinal que não estão diretamente conectadas. Como os sinais de alta frequência são transmitidos na forma de ondas eletromagnéticas ao longo da linha de transmissão, a linha de sinal atuará como uma antena e a energia do campo eletromagnético será emitida ao redor da linha de transmissão. Sinais de ruído indesejáveis ​​são gerados devido ao acoplamento mútuo de campos eletromagnéticos entre os sinais. Chamado crosstalk (Crosstalk). Os parâmetros da camada de PCB, o espaçamento das linhas de sinal, as características elétricas da extremidade motriz e da extremidade receptora e o método de terminação da linha de sinal, todos têm um certo impacto na diafonia. Portanto, a fim de reduzir a diafonia de sinais de alta frequência, é necessário fazer o seguinte, tanto quanto possível durante a fiação:

Se o espaço da fiação permitir, inserir um fio terra ou plano de aterramento entre os dois fios com diafonia mais séria pode desempenhar um papel no isolamento e reduzir a diafonia. Quando há um campo eletromagnético variável no tempo no espaço ao redor da linha de sinal, se a distribuição paralela não puder ser evitada, uma grande área de “terra” pode ser disposta no lado oposto da linha de sinal paralela para reduzir significativamente a interferência.

Sob a premissa de que o espaço de fiação permite, aumente o espaçamento entre as linhas de sinal adjacentes, reduza o comprimento paralelo das linhas de sinal e tente fazer a linha do relógio perpendicular à linha do sinal principal em vez de paralela. Se a fiação paralela na mesma camada for quase inevitável, em duas camadas adjacentes, as direções da fiação devem ser perpendiculares entre si.

Em circuitos digitais, os sinais de clock usuais são sinais com mudanças rápidas de borda, que têm alta diafonia externa. Portanto, no projeto, a linha do relógio deve ser circundada por uma linha de aterramento e perfurados mais orifícios de linha de aterramento para reduzir a capacitância distribuída, reduzindo assim a diafonia. Para relógios de sinal de alta frequência, tente usar sinais de clock diferenciais de baixa tensão e envolva o modo de aterramento, e preste atenção à integridade da punção de aterramento do pacote.

O terminal de entrada não utilizado não deve ser suspenso, mas aterrado ou conectado à fonte de alimentação (a fonte de alimentação também é aterrada no loop do sinal de alta frequência), porque a linha suspensa pode ser equivalente à antena de transmissão e o aterramento pode inibir a emissão. A prática provou que usar esse método para eliminar a diafonia pode, às vezes, produzir resultados imediatos.

6. Adicione o capacitor de desacoplamento de alta frequência ao pino da fonte de alimentação do bloco de circuito integrado

Um capacitor de desacoplamento de alta frequência é adicionado ao pino da fonte de alimentação de cada bloco de circuito integrado próximo. Aumentar o capacitor de desacoplamento de alta frequência do pino da fonte de alimentação pode efetivamente suprimir a interferência de harmônicas de alta frequência no pino da fonte de alimentação.

7. Isole o fio terra do sinal digital de alta frequência e o fio terra do sinal analógico

Quando o fio terra analógico, fio terra digital, etc. são conectados ao fio terra público, use esferas magnéticas de choke de alta frequência para conectar ou isolar diretamente e selecionar um local adequado para interconexão de ponto único. O potencial de aterramento do fio terra do sinal digital de alta frequência é geralmente inconsistente. Freqüentemente, há uma certa diferença de tensão entre os dois diretamente. Além disso, o fio terra do sinal digital de alta frequência geralmente contém componentes harmônicos muito ricos do sinal de alta frequência. Quando o fio terra do sinal digital e o fio terra do sinal analógico estão conectados diretamente, os harmônicos do sinal de alta frequência interferem no sinal analógico por meio do acoplamento do fio terra. Portanto, em circunstâncias normais, o fio terra do sinal digital de alta frequência e o fio terra do sinal analógico devem ser isolados, e um método de interconexão de ponto único pode ser usado em uma posição adequada, ou um método de alta pode ser usada a interconexão do grânulo magnético do choke de frequência.

8. Evite loops formados por fiação

Todos os tipos de traços de sinal de alta frequência não devem formar um loop tanto quanto possível. Se for inevitável, a área do loop deve ser a menor possível.

9. Deve garantir uma boa combinação de impedância de sinal

No processo de transmissão do sinal, quando a impedância não corresponde, o sinal refletirá no canal de transmissão e a reflexão fará com que o sinal sintetizado forme um overshoot, fazendo com que o sinal flutue próximo ao limite lógico.

A maneira fundamental de eliminar a reflexão é combinar bem a impedância do sinal de transmissão. Visto que quanto maior a diferença entre a impedância da carga e a impedância característica da linha de transmissão, maior será a reflexão, então a impedância característica da linha de transmissão do sinal deve ser igual à impedância da carga tanto quanto possível. Ao mesmo tempo, observe que a linha de transmissão no PCB não pode ter mudanças bruscas ou curvas, e tente manter a impedância de cada ponto da linha de transmissão contínua, caso contrário, haverá reflexos entre as várias seções da linha de transmissão. Isso requer que durante a fiação de PCB de alta velocidade, as seguintes regras de fiação devem ser observadas:

Regras de fiação USB. Requer roteamento diferencial de sinal USB, a largura da linha é de 10mil, o espaçamento de linha é de 6mil e a linha de terra e o espaçamento de linha de sinal é de 6mil.

Regras de fiação HDMI. O roteamento diferencial de sinal HDMI é necessário, a largura da linha é de 10mil, o espaçamento de linha é de 6mil e o espaçamento entre cada dois conjuntos de pares de sinal diferencial HDMI excede 20mil.

Regras de fiação LVDS. Requer roteamento diferencial de sinal LVDS, a largura da linha é 7mil, o espaçamento entre linhas é 6mil, o objetivo é controlar a impedância do sinal diferencial de HDMI para 100 + -15% ohm

Regras de fiação DDR. Os traços DDR1 requerem que os sinais não passem pelos orifícios tanto quanto possível, as linhas de sinal têm largura igual e as linhas são igualmente espaçadas. Os rastreamentos devem atender ao princípio 2W para reduzir a diafonia entre os sinais. Para dispositivos de alta velocidade de DDR2 e superior, dados de alta frequência também são necessários. As linhas são iguais em comprimento para garantir o casamento de impedância do sinal.

10. Garantir a integridade da transmissão

Mantenha a integridade da transmissão do sinal e evite o “fenômeno de rebatimento do solo” causado pela divisão do solo.