發布日期：2022-04-17 點擊率：65
【導讀】PCB板的設計是電子工程師的必修課，而想要設計出一塊完美的PCB板也并不是看上去的那么容易。一塊完美的PCB板不僅需要做到元件選擇和設置合理，還需要具備良好的信號傳導性能。本文將詳解PCB高速信號電路設計中的布線規則。
規則一：高速信號走線屏蔽規則
在高速的PCB設計中，時鐘等關鍵的高速信號線，走線需要進行屏蔽處理，如果沒有屏蔽或只屏蔽了部分，都會造成EMI的泄漏。建議屏蔽線，每1000mil，打孔接地。
圖1.高速信號線
規則二：高速信號的走線閉環規則
由于PCB板的密度越來越高，很多PCB LAYOUT工程師在走線的過程中，很容易出現一種失誤，即時鐘信號等高速信號網絡，在多層的PCB走線的時候產生了閉環的結果，這樣的閉環結果將產生環形天線，增加EMI的輻射強度。
圖2.閉環規則
規則三：高速信號的走線開環規則
規則二提到高速信號的閉環會造成EMI輻射，然而開環同樣會造成EMI輻射。
時鐘信號等高速信號網絡，在多層的PCB走線的時候一旦產生了開環的結果，將產生線形天線，增加EMI的輻射強度。
圖3.開環規則
規則四：高速信號的特性阻抗連續規則
高速信號，在層與層之間切換的時候必須保證特性阻抗的連續，否則會增加EMI的輻射。也就是說，同層的布線的寬度必須連續，不同層的走線阻抗必須連續。
圖4.特性阻抗連續規則
規則五：高速PCB設計的布線方向規則
相鄰兩層間的走線必須遵循垂直走線的原則，否則會造成線間的串擾，增加EMI輻射。
簡而言之，相鄰的布線層遵循橫平豎垂的布線方向，垂直的布線可以抑制線間的串擾。
圖5.布線方向
規則六：高速PCB設計中的拓撲結構規則
在高速PCB設計中，線路板特性阻抗的控制和多負載情況下的拓撲結構的設計，直接決定著產品的成功還是失敗。
圖示為菊花鏈式拓撲結構，一般用于幾Mhz的情況下為益。高速PCB設計中建議使用后端的星形對稱結構。
圖6.拓撲結構
規則七：走線長度的諧振規則
檢查信號線的長度和信號的頻率是否構成諧振，即當布線長度為信號波長1/4的時候的整數倍時，此布線將產生諧振，而諧振就會輻射電磁波，產生干擾。
圖7.諧振規則
規則八：回流路徑規則
所有的高速信號必須有良好的回流路徑。盡可能地保證時鐘等高速信號的回流路徑最小。否則會極大的增加輻射，并且輻射的大小和信號路徑和回流路徑所包圍的面積成正比。
圖8.回流路徑
規則九：器件的退耦電容擺放規則
退耦電容的擺放的位置非常的重要。擺放不合理根本起不到退耦的效果。其原則是：靠近電源的管腳，并且電容的電源走線和地線所包圍的面積最小。
圖9.退耦電容
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