高頻電路板設(shè)計(jì)中的一個重要問題就是在印制電路板上布線時要考慮到干擾問題,本文從 PCB布線的角度分析了在高頻電路板布線時的一些問題。
PCB布線是把設(shè)計(jì)好的電路按照規(guī)定的設(shè)計(jì)要求,按照一定的圖形、線條和位置關(guān)系等工藝要求,把電路元件及連接導(dǎo)線按一定邏輯關(guān)系和空間位置關(guān)系,用適當(dāng)?shù)牟牧?,通過合理的加工步驟和手段進(jìn)行連接、裝配、連接與裝配等,最終實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能。
PCB設(shè)計(jì)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程,在電路板布線時應(yīng)充分考慮 PCB板上元器件、元器件與元器件之間、元器件與電路板之間以及各種器件之間的相互位置關(guān)系,并能正確處理好它們之間的相互位置關(guān)系。
布線的原則
1.要先把要布線的元件框放在電路板上,然后按照先主后次、先高后低、先小后大的原則,從元件框邊緣開始布線。
一般情況下,應(yīng)先布大面,后布小面;先布核心,后布旁路;先布放高頻電路,后布其它電路。
2.在布線前要了解每個元器件的作用和整個電路板的結(jié)構(gòu)。以便確定信號走線的形狀、長短及走線方式等。
3.應(yīng)盡量縮短信號線與地之間的距離,避免出現(xiàn)信號的反射和互感現(xiàn)象。
4.在高頻電路中,還要注意電源電壓的變化對電路工作的影響。
走線要有足夠的寬度
為了保證印制電路板上的電氣性能,同時也為了保證線路的整齊,走線要有足夠的寬度,一般來說,對于單面板走線寬度為0.5 mm,雙面板為1 mm,而對于多層板走線寬度一般為1~2 mm。在進(jìn)行高頻線路布線時,一般要求走線寬度在0.5~1 mm之間。
線與線之間要保持一定的距離
高頻信號在傳輸?shù)倪^程中會產(chǎn)生高頻電流,如果導(dǎo)線之間沒有一定的距離,導(dǎo)線上的高頻電流就會流過導(dǎo)線,在導(dǎo)線之間形成渦流,產(chǎn)生噪聲。高頻信號在通過布線時要注意以下幾點(diǎn):
1.高頻信號走線應(yīng)盡量縮短走線長度,減少導(dǎo)線之間的相互影響。
2.走線必須短而直。應(yīng)避免在大面積銅平面上走成復(fù)雜的路線,要避免多層線路板上的復(fù)雜走線,防止因寄生電容引起信號衰減或反射。
3.采用多層線路板時,各層之間應(yīng)采用金屬銅箔隔開。這樣可防止各層之間的寄生耦合。
4.在布線過程中,應(yīng)盡量減少相鄰兩層之間的走線長度,相鄰兩層間的走線應(yīng)盡量避免平行,否則會產(chǎn)生干擾。
布線時要注意信號線的排列
信號線的排列主要應(yīng)考慮如下幾點(diǎn):
1、根據(jù)信號頻率高低來排列,要根據(jù)工作頻率的高低來確定信號線的間距,在高頻率下信號線間距要大,在低頻下信號線間距要小。
2、信號線的排列要盡量整齊,并相互平行。對于高頻信號,應(yīng)盡量避免交叉,但又必須考慮到在一些特殊情況下的處理方法。
3、信號線與地線之間不能相互交叉,要避免共模電感耦合;
4、信號線上不能有接地層(如I/O線、時鐘線等)和地線回路;
5、兩條相同輸入/輸出線盡量避免同時布線,并且其接地端必須在同一個平面上;
6、電源線和地線之間不能相互交叉。
特殊布線問題
1、印制導(dǎo)線的長度應(yīng)盡可能短,一般在1~3 mm之間,最好為1~1.5 mm,以減小和避免電磁輻射。
2、對高頻信號走線時,應(yīng)使其走線盡量短,盡量減少回路面積。
3、高頻信號的走線要遠(yuǎn)離磁場干擾源和大功率元器件的走線,避免電磁干擾。
4、印制導(dǎo)線過孔不能太小,孔壁上應(yīng)鉆有接地孔,孔壁上不能有氧化層,以減少信號的反射。