Конструкція високочастотна друкована плата is a complicated process, and many factors may directly affect the working performance of the high-frequency circuit. High-frequency circuit design and wiring are very important to the entire design. The following ten tips for high-frequency circuit PCB design are especially recommended:

1. Багатошарова плата розводки

High-frequency circuits tend to have high integration and high wiring density. The use of multi-layer boards is not only necessary for wiring, but also an effective means to reduce interference. In the PCB Layout stage, a reasonable selection of the printed board size with a certain number of layers can make full use of the intermediate layer to set up the shield, better realize the nearest grounding, and effectively reduce the parasitic inductance and shorten the signal transmission length, while still maintaining a large All of these methods are beneficial to the reliability of high-frequency circuits, such as the amplitude reduction of signal cross-interference. Some data show that when the same material is used, the noise of the four-layer board is 20dB lower than that of the double-sided board. However, there is also a problem. The higher the number of PCB half-layers, the more complex the manufacturing process, and the higher the unit cost. This requires us to select PCB boards with the appropriate number of layers when performing PCB Layout. Reasonable component layout planning, and use correct wiring rules to complete the design.

2. The less the lead bends between the pins of high-speed electronic devices, the better

The lead wire of high-frequency circuit wiring is best to adopt a full straight line, which needs to be turned. It can be turned by a 45-degree broken line or a circular arc. This requirement is only used to improve the fixing strength of the copper foil in low-frequency circuits, while in high-frequency circuits, this requirement is met. One requirement can reduce the external emission and mutual coupling of high-frequency signals.

3. Чим коротший відвід між висновками пристрою високочастотної схеми, тим краще

The radiation intensity of the signal is proportional to the trace length of the signal line. The longer the high-frequency signal lead, the easier it is to couple to the components close to it. Therefore, for the signal clock, crystal oscillator, DDR data, LVDS lines, USB lines, HDMI lines and other high-frequency signal lines are required to be as short as possible.

4. The less the lead layer alternate between the pins of the high-frequency circuit device, the better

Так зване «чим менше міжшарове чергування проводів, тим краще» означає, що чим менше отворів (Via) використовується в процесі з’єднання компонентів, тим краще. Згідно з стороною, один перехідний перехід може забезпечити розподілену ємність близько 0.5 пФ, а зменшення кількості переходів може значно збільшити швидкість і зменшити можливість помилок даних.

5. Pay attention to the “crosstalk” introduced by the signal line in close parallel routing

При підключенні високочастотних ланцюгів слід звернути увагу на «перехресні перешкоди», що виникають при тісній паралельній прокладці сигнальних ліній. Перехресні перешкоди відноситься до явища зв’язку між сигнальними лініями, які не з’єднані безпосередньо. Оскільки високочастотні сигнали передаються у вигляді електромагнітних хвиль по лінії передачі, сигнальна лінія буде виконувати роль антени, а енергія електромагнітного поля буде випромінюватися навколо лінії передачі. Небажані шумові сигнали утворюються внаслідок взаємного зв’язку електромагнітних полів між сигналами. Називається перехресними перешкодами (Crosstalk). Параметри шару друкованої плати, відстань між сигнальними лініями, електричні характеристики приводного і приймального кінця, а також спосіб завершення сигнальної лінії – все це має певний вплив на перехресні перешкоди. Тому, щоб зменшити перехресні перешкоди високочастотних сигналів, при підключенні проводки потрібно максимально зробити наступне:

Якщо простір для проводки дозволяє, вставлення проводу заземлення або заземлення між двома проводами з більш серйозними перехресними перешкодами може зіграти роль ізоляції та зменшити перехресні перешкоди. Коли в просторі, що оточує сигнальну лінію, є електромагнітне поле, що змінюється в часі, і якщо паралельного розподілу неможливо уникнути, велика ділянка «землі» може бути організована на протилежній стороні паралельної сигнальної лінії, щоб значно зменшити перешкоди.

Виходячи з того, що простір для проводки дозволяє, збільште відстань між сусідніми сигнальними лініями, зменшіть паралельну довжину сигнальних ліній і спробуйте зробити тактову лінію перпендикулярною до ключової сигнальної лінії, а не паралельною. Якщо паралельного підключення в одному шарі практично не уникнути, то в двох сусідніх шарах напрямки проводки повинні бути перпендикулярними один одному.

У цифрових схемах звичайними тактовими сигналами є сигнали з швидкими змінами фронтів, які мають високі зовнішні перехресні перешкоди. Тому в конструкції тактова лінія повинна бути оточена лінією заземлення і пробити більше отворів для лінії заземлення, щоб зменшити розподілену ємність, тим самим зменшуючи перехресні перешкоди. Для високочастотних тактових сигналів спробуйте використовувати низьковольтні диференціальні тактові сигнали і оберніть режим заземлення, а також зверніть увагу на цілісність корпусу заземлення.

Невикористовувана вхідна клема повинна бути не підвішена, а заземлена або підключена до джерела живлення (живлення також заземлено в контурі високочастотного сигналу), оскільки підвішена лінія може бути еквівалентною передавальній антені, і заземлення може перешкоджати викид. Практика довела, що використання цього методу для усунення перехресних перешкод іноді може дати негайні результати.

6. Додайте високочастотний розв’язувальний конденсатор до контакту джерела живлення блоку інтегральної схеми

Високочастотний роз’єднувальний конденсатор додається до контакту живлення кожного блоку інтегральної схеми поблизу. Збільшення високочастотного розв’язувального конденсатора контакту джерела живлення може ефективно придушити перешкоди високочастотних гармонік на контакті джерела живлення.

7. Ізолюйте провід заземлення високочастотного цифрового сигналу та аналогового сигналу

Коли аналоговий дріт заземлення, цифровий заземлювальний дріт тощо підключено до загальнодоступного заземлювального проводу, використовуйте високочастотні магнітні дроселі для з’єднання або безпосередньо ізолюйте та виберіть відповідне місце для одноточкового з’єднання. Потенціал заземлення проводу заземлення високочастотного цифрового сигналу, як правило, непостійний. Часто існує певна різниця напруги між ними безпосередньо. Більше того, провід заземлення високочастотного цифрового сигналу часто містить дуже насичені гармонічні складові високочастотного сигналу. Коли провід заземлення цифрового сигналу та провід заземлення аналогового сигналу підключені безпосередньо, гармоніки високочастотного сигналу будуть перешкоджати аналоговому сигналу через з’єднання проводів заземлення. Тому за звичайних обставин заземлювальний провід високочастотного цифрового сигналу і заземлювальний провід аналогового сигналу повинні бути ізольовані, а метод одноточкового з’єднання може бути використаний у відповідному місці або метод високої Можна використовувати магнітне з’єднання дроселя частоти.

8. Уникайте петель, утворених проводкою

Усі види високочастотних сигналів не повинні утворювати петлю, наскільки це можливо. Якщо цього не уникнути, площа петлі повинна бути якомога меншою.

9. Повинен забезпечити гарне узгодження опору сигналу

In the process of signal transmission, when the impedance does not match, the signal will reflect in the transmission channel, and the reflection will cause the synthesized signal to form an overshoot, causing the signal to fluctuate near the logic threshold.

Основний спосіб усунути відображення полягає в тому, щоб узгодити імпеданс переданого сигналу. Оскільки чим більша різниця між опором навантаження та характеристичним опором лінії передачі, тим більше відбиття, тому характеристичний опір лінії передачі сигналу слід зробити рівним імпедансу навантаження, наскільки це можливо. У той же час, будь ласка, зверніть увагу, що лінія передачі на друкованій платі не може мати раптових змін або кутів, і намагайтеся підтримувати опір кожної точки лінії передачі безперервним, інакше будуть відображення між різними ділянками лінії передачі. Це вимагає, щоб під час високошвидкісного монтажу друкованої плати необхідно дотримуватися таких правил підключення:

Правила підключення USB. Потрібна диференційна маршрутизація сигналу USB, ширина лінії становить 10 mil, міжрядковий інтервал 6 mil, а міжрядковий інтервал і міжрядковий сигнал 6 mil.

Правила підключення HDMI. Потрібна диференційна маршрутизація сигналу HDMI, ширина лінії становить 10 mil, міжрядковий інтервал становить 6 mil, а відстань між кожними двома наборами пар диференціальних сигналів HDMI перевищує 20 mil.

LVDS wiring rules. Requires LVDS signal differential routing, the line width is 7mil, the line spacing is 6mil, the purpose is to control the differential signal impedance of HDMI to 100+-15% ohm

Правила підключення DDR. Сліди DDR1 вимагають, щоб сигнали не проходили через отвори якомога більше, сигнальні лінії мають однакову ширину, а лінії рівномірно розташовані. Для зменшення перехресних перешкод між сигналами траси повинні відповідати принципу 2 Вт. Для високошвидкісних пристроїв DDR2 і вище також потрібні високочастотні дані. Лінії мають однакову довжину, щоб забезпечити відповідність імпедансу сигналу.

10. Гарантувати цілісність передачі

Maintain the integrity of signal transmission and prevent the “ground bounce phenomenon” caused by ground splitting.