Utformningen av högfrekventa PCB är en komplicerad process, och många faktorer kan direkt påverka högfrekvenskretsens arbetsprestanda. Högfrekvenskretsdesign och ledningar är mycket viktiga för hela designen. Följande tio tips för design av högfrekventa kretsar rekommenderas särskilt:

1. Kablar för flerskiktskort

Högfrekventa kretsar tenderar att ha hög integration och hög ledningstäthet. Användningen av flerskiktskort är inte bara nödvändig för ledningar, utan också ett effektivt sätt att minska störningar. I PCB Layout-stadiet kan ett rimligt urval av den tryckta kortets storlek med ett visst antal lager dra full nytta av det mellanliggande lagret för att sätta upp skölden, bättre realisera närmaste jordning och effektivt minska den parasitära induktansen och förkorta signalen sändningslängd, samtidigt som en stor. Alla dessa metoder är fördelaktiga för tillförlitligheten hos högfrekventa kretsar, såsom amplitudminskningen av signalkorsinterferens. Vissa data visar att när samma material används är ljudet från fyrskiktskortet 20dB lägre än det för den dubbelsidiga skivan. Men det finns också ett problem. Ju högre antal PCB-halvlager, desto mer komplex är tillverkningsprocessen och desto högre enhetskostnad. Detta kräver att vi väljer PCB-kort med lämpligt antal lager när vi utför PCB-layout. Rimlig komponentlayoutplanering och använd korrekta ledningsregler för att slutföra designen.

2. Ju mindre ledningen böjer sig mellan stiften på höghastighetselektronik, desto bättre

Ledningskabeln för högfrekvenskretsledningar är bäst för att anta en hel rak linje, som måste vändas. Den kan vridas med en 45-graders streckad linje eller en cirkelbåge. Detta krav används endast för att förbättra fixeringshållfastheten hos kopparfolien i lågfrekvenskretsar, medan detta krav är uppfyllt i högfrekvenskretsar. Ett krav kan minska den externa emissionen och ömsesidig koppling av högfrekventa signaler.

3. Ju kortare ledningen mellan stiften på högfrekvenskretsanordningen är, desto bättre

Strålningsintensiteten hos signalen är proportionell mot signallinjens spårlängd. Ju längre högfrekvent signalledning är, desto lättare är det att koppla till komponenterna nära den. För signalklockan krävs därför att kristalloscillator, DDR-data, LVDS-linjer, USB-linjer, HDMI-linjer och andra högfrekventa signallinjer är så korta som möjligt.

4. Ju mindre blyskiktet växlar mellan stiften på högfrekvenskretsanordningen, desto bättre

Den så kallade “ju mindre växling mellan skikten av ledningarna, desto bättre” betyder att ju färre viaor (Via) som används i komponentanslutningsprocessen, desto bättre. Enligt sidan kan en via ge cirka 0.5pF distribuerad kapacitans, och att minska antalet vias kan avsevärt öka hastigheten och minska risken för datafel.

5. Var uppmärksam på “överhörningen” som introduceras av signallinjen i nära parallell routing

Högfrekventa kretsledningar bör vara uppmärksamma på “överhörningen” som introduceras av den nära parallella routingen av signallinjer. Överhörning hänvisar till kopplingsfenomenet mellan signallinjer som inte är direkt anslutna. Eftersom högfrekventa signaler sänds i form av elektromagnetiska vågor längs transmissionslinjen, kommer signallinjen att fungera som en antenn, och energin från det elektromagnetiska fältet kommer att sändas ut runt transmissionslinjen. Oönskade brussignaler genereras på grund av den ömsesidiga kopplingen av elektromagnetiska fält mellan signalerna. Kallas överhörning (Crosstalk). Parametrarna för PCB-lagret, avståndet mellan signallinjerna, de elektriska egenskaperna hos drivänden och den mottagande änden och signallinjeavslutningsmetoden har alla en viss inverkan på överhörningen. Därför, för att minska överhörningen av högfrekventa signaler, krävs det att du gör följande så mycket som möjligt vid ledning:

Om ledningsutrymmet tillåter kan införandet av en jordledning eller jordplan mellan de två ledningarna med allvarligare överhörning spela en roll i isoleringen och minska överhörningen. När det finns ett tidsvarierande elektromagnetiskt fält i utrymmet som omger signallinjen, om parallellfördelning inte kan undvikas, kan en stor yta av “jord” anordnas på motsatt sida av den parallella signalledningen för att kraftigt reducera störningar.

Under förutsättningen att ledningsutrymmet tillåter, öka avståndet mellan intilliggande signallinjer, minska den parallella längden på signalledningarna och försök att göra klocklinjen vinkelrät mot nyckelsignallinjen istället för parallell. Om parallella ledningar i samma skikt nästan är oundvikliga, i två intilliggande skikt, måste ledningarnas riktningar vara vinkelräta mot varandra.

I digitala kretsar är de vanliga klocksignalerna signaler med snabba kantförändringar, som har hög extern överhörning. Därför, i konstruktionen, bör klocklinjen omges av en jordlinje och stansas fler jordlinjehål för att reducera distribuerad kapacitans, och därigenom minska överhörning. För högfrekventa signalklockor, försök att använda lågspänningsdifferentialklocksignaler och linda jordläget, och var uppmärksam på integriteten hos paketets jordstansning.

Den oanvända ingångsterminalen ska inte vara suspenderad, utan jordad eller ansluten till strömförsörjningen (strömförsörjningen är också jordad i högfrekvenssignalslingan), eftersom den upphängda ledningen kan vara likvärdig med sändningsantennen, och jordningen kan förhindra utsläppet. Praxis har visat att användning av denna metod för att eliminera överhörning ibland kan ge omedelbara resultat.

6. Lägg till högfrekvent avkopplingskondensator till strömförsörjningsstiftet på det integrerade kretsblocket

En högfrekvent avkopplingskondensator läggs till strömförsörjningsstiftet för varje integrerat kretsblock i närheten. Att öka den högfrekventa avkopplingskondensatorn för strömförsörjningsstiftet kan effektivt undertrycka interferensen av högfrekventa övertoner på strömförsörjningsstiftet.

7. Isolera jordledningen för högfrekvent digital signal och analog signal jordledning

När den analoga jordledningen, den digitala jordledningen, etc. är ansluten till den allmänna jordledningen, använd högfrekventa choke magnetiska pärlor för att ansluta eller direkt isolera och välja en lämplig plats för enpunkts sammankoppling. Jordpotentialen för den högfrekventa digitala signalens jordledning är i allmänhet inkonsekvent. Det finns ofta en viss spänningsskillnad mellan de två direkt. Dessutom innehåller jordledningen för den högfrekventa digitala signalen ofta mycket rika övertonskomponenter av den högfrekventa signalen. När den digitala signalens jordledning och den analoga signalens jordledning är direkt anslutna, kommer övertonerna i den högfrekventa signalen att störa den analoga signalen genom jordledningskopplingen. Därför, under normala omständigheter, ska jordledningen för den högfrekventa digitala signalen och jordledningen för den analoga signalen isoleras, och en enkelpunkts sammankopplingsmetod kan användas vid en lämplig position, eller en metod för hög- frekvens choke magnetisk pärlsammankoppling kan användas.

8. Undvik slingor som bildas av ledningar

Alla typer av högfrekventa signalspår bör inte bilda en slinga så mycket som möjligt. Om det är oundvikligt bör slingytan vara så liten som möjligt.

9. Måste säkerställa god signalimpedansmatchning

I processen för signalöverföring, när impedansen inte stämmer överens, kommer signalen att reflekteras i överföringskanalen, och reflektionen kommer att få den syntetiserade signalen att bilda ett överskott, vilket gör att signalen fluktuerar nära det logiska tröskelvärdet.

Det grundläggande sättet att eliminera reflektion är att matcha överföringssignalens impedans väl. Eftersom ju större skillnaden är mellan belastningsimpedansen och den karakteristiska impedansen för transmissionsledningen, desto större är reflektionen, så den karakteristiska impedansen för signalöverföringsledningen bör göras lika med belastningsimpedansen så mycket som möjligt. Observera samtidigt att transmissionsledningen på PCB inte kan ha plötsliga förändringar eller hörn, och försök att hålla impedansen för varje punkt på transmissionslinjen kontinuerlig, annars kommer det att bli reflektioner mellan de olika sektionerna av transmissionslinjen. Detta kräver att under höghastighets-PCB-ledningar måste följande ledningsregler följas:

Regler för USB-ledningar. Kräver differentiell routing för USB-signaler, linjebredden är 10 mil, linjeavståndet är 6 mil och linjeavståndet mellan mark och signal är 6 mil.

Regler för HDMI-ledningar. Differentialdirigeringen för HDMI-signalen krävs, linjebredden är 10 mil, linjeavståndet är 6 mil och avståndet mellan varje två uppsättningar av HDMI-differentialsignalpar överstiger 20 mil.

LVDS ledningsregler. Kräver LVDS-signaldifferentiell routing, linjebredden är 7mil, linjeavståndet är 6mil, syftet är att styra differentialsignalimpedansen för HDMI till 100+-15% ohm

DDR-ledningsregler. DDR1-spår kräver att signaler inte går genom hål så mycket som möjligt, signallinjerna är lika breda och linjerna är lika åtskilda. Spåren måste uppfylla 2W-principen för att minska överhörning mellan signaler. För höghastighetsenheter med DDR2 och högre krävs även högfrekventa data. Linjerna är lika långa för att säkerställa impedansmatchning av signalen.

10. Garantera överföringens integritet

Upprätthåll integriteten för signalöverföringen och förhindra “markstudsfenomenet” som orsakas av jordklyvning.