高频电路设计布线技巧,您需要知道这十项规则
高频PCB设计技巧
高频PCB设计技巧数字器件正朝着高速、低耗、小体积、高抗干扰性的方向发展,这一发展趋势对印刷电路板的设计提出了很多新要求。
作者根据多年在硬件设计工作中的经验,总结一些高频布线的技巧,供大家参考。
(1)高频电路往往集成度较高,布线密度大,采用多层板既是布线所必须的,也是降低干扰的有效手段。
(2)高速电路器件管脚间的引线弯折越少越好。
高频电路布线的引线最好采用全直线,需要转折,可用45°折线或圆弧转折,满足这一要求可以减少高频信号对外的发射和相互间的耦合。
(3)高频电路器件管脚间的引线越短越好。
(4)高频电路器件管脚间的引线层间交替越少越好。
所谓“引线的层间交替越少越好”是指元件连接过程中所用的过孔(Via)越少越好,据测,一个过孔可带来约0.5pF的分布电容,减少过孔数能显著提高速度。
(5)高频电路布线要注意信号线近距离平行走线所引入的“交叉干扰”,若无法避免平行分布,可在平行信号线的反面布置大面积“地”来大幅度减少干扰。
同一层内的平行走线几乎无法避免,但是在相邻的两个层,走线的方向务必取为相互垂直。
(6)对特别重要的信号线或局部单元实施地线包围的措施,即绘制所选对象的外轮廓线。
利用此功能,可以自动地对所选定的重要信号线进行所谓的“包地”处理,当然,把此功能用于时钟等单元局部进行包地处理对高速系统也将非常有益。
(7)各类信号走线不能形成环路,地线也不能形成电流环路。
(8)每个集成电路块的附近应设置一个高频去耦电容。
(9)模拟地线、数字地线等接往公共地线时要用高频扼流环节。
在实际装配高频扼流环节时用的往往是中心孔穿有导线的高频铁氧体磁珠,在电路原理图上对它一般不予表达,由此形成的网络表(netlist)就不包含这类元件,布线时就会因此而忽略它的存在。
针对此现实,可在原理图中把它当做电感,在元件库中单独为它定义一个元件封装,布线前把它手工移动到靠近公共地线汇合点的合适位置上。
(10)模拟电路与数字电路应分开布置,独立布线后应单点连接电源和地,避免相互干扰。
电子设计中的高速电路布线技巧
电子设计中的高速电路布线技巧
在电子设计中,高速电路的布线技巧至关重要。
高速电路主要指的是在高频率
下工作的电路,例如处理器、存储器、通信设备等。
在这些高速电路中,信号的传输速度非常快,因此布线的设计必须更加精准和专业,以确保电路的性能和可靠性。
首先,高速电路的布线需要考虑信号传输的时延。
由于信号在高速电路中传输
速度非常快,时延的控制非常重要。
为了减小信号传输的时延,可以采用一些技巧,如减小信号线的长度、采用更短的路径、使用较小的截面等。
此外,还可以采用差分信号传输技术,利用差分信号的抗干扰能力来提高信号的传输速度。
其次,高速电路的布线还需要考虑信号的传输完整性。
在高速电路中,信号传
输的完整性对电路的性能和可靠性非常重要。
为了确保信号的传输完整性,可以采用一些技巧,如减小信号线的串扰、降低信号线的损耗、控制信号线的阻抗匹配等。
此外,还可以采用信号线的屏蔽技术,减小外部干扰对信号的影响。
此外,高速电路的布线还需要考虑信号的地线回流。
在高速电路中,地线的设
计对信号的传输和电路的稳定性有着重要影响。
为了保证信号的地线回流畅通,可以采用一些技巧,如减小地线的回流路径长度、增加地线的宽度、采用分层地线结构等。
此外,还可以采用恰当的布局设计,减小地线回流路径上的干扰。
总的来说,高速电路的布线是电子设计中非常重要的一环,需要考虑信号传输
的时延、传输完整性和地线回流等多个方面。
只有采用合适的技巧和方法,才能保证高速电路的性能和可靠性。
希望以上内容能为您在电子设计中的高速电路布线提供一些帮助和指导。
电路布线知识点总结大全
电路布线知识点总结大全一、电路布线的基本原则1. 信号传输线路的选择在进行电路布线时,需要根据电路的特性选择合适的信号传输线路。
例如,对于高频信号,需要选择特性阻抗匹配的传输线路,以减小信号的传输损耗和干扰。
而对于低频信号,可以选择一般的导线传输。
2. 信号线和电源线的分离为了减小信号线的干扰和交叉耦合,通常会将信号线和电源线分开布置,避免它们交叉交叉。
3. 地线的布置地线是整个电路中非常重要的一部分,负责导通电路的回路。
在布线过程中,需要充分考虑地线的布置,以保证电路的稳定性和可靠性。
4. 阻抗匹配在高频电路中,阻抗匹配是非常重要的。
不同的电子元件和传输线路都有自己的特性阻抗,需要进行匹配以减小信号的传输损耗和干扰。
5. 信号线长度的控制对于高频信号,信号线的长度会对信号的传输效果产生影响。
因此,在布线时需要控制好信号线的长度,尽可能使得信号线的长度保持一致,减小信号的传输延迟,以保证电路的性能。
6. 环形电流的控制在电路布线中,环形电流会产生磁场,对周围的电子元件产生影响。
因此,需要尽可能减小环形电流的形成,以减小电路的干扰和耦合效应。
二、电路布线的常用技术1. PCB布线技术PCB(Printed Circuit Board)即印刷电路板,是电子设备中常见的一种基础元件。
在进行电路布线时,通常会采用PCB布线技术,利用印刷电路板上的导线和连接点进行布线,以保证电路的稳定性和性能。
2. 信号层与电源层的布局通常在PCB布线中,会将信号层和电源层分开进行布局。
信号层负责传输信号,而电源层负责供电,通过分开布局可以减小信号和电源之间的干扰,提高电路的性能。
3. 差分信号布线对于高速差分信号,通常会采用差分信号布线技术。
差分信号布线可以有效减小信号传输中的干扰和失真,提高信号的稳定性。
4. 地线的布置地线的布置在电路布线中非常重要。
合理的地线布置可以降低电路中的电磁干扰和杂散电容,提高电路的性能和可靠性。
高频电路板布局的设计要注意的事项有哪些?
高频电路板布局的设计要注意的事项有哪些?高频电路板布局的合理是否会直接影响到产品的寿命、稳定性、EMC(电磁兼容)等,必须从电路板的整体布局、布线的可通性和PCB的可制造性、机械结构、散热、EMI(电磁干扰)、可靠性、信号的完整性等方面综合考虑。
今天小编重点讲述高频电路板的布局设计要注意的事项。
一般先放置与机械尺寸有关的固定位置的元器件,再放置特殊的和较大的元器件,最后放置小元器件。
同时,要兼顾布线方面的要求,高频元器件的放置要尽量紧凑,信号线的布线才能尽可能短,从而降低信号线的交叉干扰等。
一是:高频电路板设计特殊元器件的放置一般而言大功率管、变压器、整流管等发热器件,在高频状态下工作时产生的热量较多,所以在布局时应充分考虑通风和散热,将这类元器件放置在PCB上空气容易流通的地方。
大功率整流管和调整管等应装有散热器,并要远离变压器。
电解电容器之类怕热的元件也应远离发热器件,否则电解液会被烤干,造成其电阻增大,性能变差,影响电路的稳定性。
易发生故障的元器件,如调整管、电解电容器、继电器等,在放置时还要考虑到维修方便。
对经常需要测量的测试点,在布置元器件时应注意保证测试棒能够方便地接触。
由于电源设备内部会产生50Hz泄漏磁场,当它与低频放大器的某些部分交连时,会对低频放大器产生干扰。
因此,必须将它们隔离开或者进行屏蔽处理。
放大器各级最好能按原理图排成直线形式,如此排法的优点是各级的接地电流就在本级闭合流动,不影响其他电路的工作。
输入级与输出级应当尽可能地远离,减小它们之间的寄生耦合干扰。
考虑各个单元功能电路之间的信号传递关系,还应将低频电路和高频电路分开,模拟电路和数字电路分开。
集成电路应放置在PCB的中央,这样方便各引脚与其他器件的布线连接。
电感器、变压器等器件具有磁耦合,彼此之间应采用正交放置,以减小磁耦合。
另外,它们都有较强的磁场,在其周围应有适当大的空间或进行磁屏蔽,以减小对其他电路的影响。
电路板设计中常见的布线规则与技巧
电路板设计中常见的布线规则与技巧电路板设计是电子工程师在实际项目中必须掌握的技能之一。
而其中的布线过程则是整个设计中的核心环节。
合理的布线规则和技巧不仅可以提高电路性能,还可以减少干扰和噪声,保证电路的可靠性和稳定性。
本文将详细介绍电路板设计中常见的布线规则和技巧,帮助读者更好地掌握这一技能。
一、布线规则1. 信号线与电源线的分离:为了减少干扰和噪声,信号线和电源线应尽量分离布线。
尤其是高频信号线和电源线之间的距离应尽可能地远。
这样可以防止电源线中的噪声传播到信号线上。
2. 地线布线:地线在电路中起到了连接和屏蔽的作用,因此对地线的布线要格外注意。
地线应尽量独立布线,与其他信号线保持足够的距离。
同时,要保证地线的连续性和低阻抗。
在多层板设计中,应尽量使用大面积的地平面,以提高整个电路板的抗干扰能力。
3. 信号线长度匹配:对于同一时钟域内的信号线,要尽量保持长度一致。
这样可以防止信号在传输过程中出现相位偏移,提高电路的稳定性和性能。
4. 差分信号线布线:差分信号线广泛应用于高速信号传输中,如USB、HDMI 等。
在差分信号线的布线中,两条信号线的长度要相等,且尽量靠近。
这样可以提高差分信号传输的抗干扰能力。
5. 规避信号线交叉布线:相同频率的信号线在电路板上交叉布线会引起互相干扰。
因此,尽量避免交叉布线,特别是高频信号线。
二、布线技巧1. 优先考虑重要信号线的布线:在电路板设计中,有些信号线对电路性能的影响更大,如时钟信号、复位信号等。
在进行布线时,应优先考虑这些关键信号的布线,确保其稳定性和可靠性。
2. 通过分组布线减少干扰:将具有相似功能或频率的信号线进行分组布线,可以减少相互之间的干扰。
比如,将所有的时钟信号线放在一起布线。
3. 使用地线填充:地线可以降低电路板的阻抗,提高信号的传输质量。
在布线时,可以适量使用地线填充,尤其是在高速信号线附近。
4. 控制阻抗匹配:对于高频信号线的布线,要控制其阻抗匹配。
高频电路PCB布线技巧
高频电路PCB布线技巧一、多层板布线:高频电路往往集成度较高,布线密度大,采用多层板既是布线所必须,也是降低干扰的有效手段。
在PCBLayout阶段,合理的选择一定层数的印制板尺寸,能充分利用中间层来设置屏蔽,更好地实现就近接地,并有效地降低寄生电感和缩短信号的传输长度,同时还能大幅度地降低信号的交叉干扰等,所有这些方法都对高频电路的可靠性有利。
同种材料时,四层板要比双面板的噪声低20dB。
但是,同时也存在一个问题,PCB半层数越高,制造工艺越复杂,单位成本也就越高,这就要求在进行PCBLayout时,除了选择合适的层数的PCB板,还需要进行合理的元器件布局规划,并采用正确的布线规则来完成设计。
1、高频电路器件管脚间的引线层间交替越少越好所谓“引线的层间交替越少越好”是指元件连接过程中所用的过孔(Via)越少越好。
一个过孔可带来约0.5pF的分布电容,减少过孔数能显着提高速度和减少数据出错的可能性。
2、高频电路器件管脚间的引线越短越好信号的辐射强度是和信号线的走线长度成正比的,高频的信号引线越长,它就越容易耦合到靠近它的元器件上去,所以对于诸如信号的时钟、晶振、DDR的数据、LVDS线、USB 线、HDMI线等高频信号线都是要求尽可能的走线越短越好。
3、高速电子器件管脚间的引线弯折越少越好高频电路布线的引线最好采用全直线,需要转折,可用45度折线或者圆弧转折,这种要求在低频电路中仅仅用于提高铜箔的固着强度,而在高频电路中,满足这一要求却可以减少高频信号对外的发射和相互间的耦合。
4、注意信号线近距离平行走线引入的“串扰”高频电路布线要注意信号线近距离平行走线所引入的“串扰”,串扰是指没有直接连接的信号线之间的耦合现象。
由于高频信号沿着传输线是以电磁波的形式传输的,信号线会起到天线的作用,电磁场的能量会在传输线的周围发射,信号之间由于电磁场的相互耦合而产生的不期望的噪声信号称为串扰(Crosstalk)。
PCB布局布线的一些规则
PCB布局布线的一些规则一、布局元器件布局的10条规则:1. 遵照“先大后小,先难后易”的布置原则,即重要的单元电路、核心元器件应当优先布局.2. 布局中应参考原理框图,根据单板的主信号流向规律安排主要元器件.3. 元器件的排列要便于调试和维修,亦即小元件周围不能放置大元件、需调试的元、器件周围要有足够的空间。
4. 相同结构电路部分,尽可能采用“对称式”标准布局;5. 按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准优化布局;6. 同类型插装元器件在X或Y方向上应朝一个方向放置。
同一种类型的有极性分立元件也要力争在X或Y方向上保持一致,便于生产和检验。
7. 发热元件要一般应均匀分布,以利于单板和整机的散热,除温度检测元件以外的温度敏感器件应远离发热量大的元器件。
8. 布局应尽量满足以下要求:总的连线尽可能短,关键信号线最短;高电压、大电流信号与小电流,低电压的弱信号完全分开;模拟信号与数字信号分开;高频信号与低频信号分开;高频元器件的间隔要充分。
9、去偶电容的布局要尽量靠近IC的电源管脚,并使之与电源和地之间形成的回路最短。
10、元件布局时,应适当考虑使用同一种电源的器件尽量放在一起, 以便于将来的电源分隔。
二、布线(1)布线优先次序键信号线优先:摸拟小信号、高速信号、时钟信号和同步信号等关键信号优先布线密度优先原则:从单板上连接关系最复杂的器件着手布线。
从单板上连线最密集的区域开始布线注意点:a、尽量为时钟信号、高频信号、敏感信号等关键信号提供专门的布线层,并保证其最小的回路面积。
必要时应采取手工优先布线、屏蔽和加大安全间距等方法。
保证信号质量。
b、电源层和地层之间的EMC环境较差,应避免布置对干扰敏感的信号。
c、有阻抗控制要求的网络应尽量按线长线宽要求布线。
(2)四种具体走线方式1 、时钟的布线:时钟线是对EMC 影响最大的因素之一。
在时钟线上应少打过孔,尽量避免和其它信号线并行走线,且应远离一般信号线,避免对信号线的干扰。
高频电路PCB布线技巧
高频电路PCB布线技巧一、多层板布线:高频电路往往集成度较高,布线密度大,采用多层板既是布线所必须,也是降低干扰的有效手段。
在PCBLayout阶段,合理的选择一定层数的印制板尺寸,能充分利用中间层来设置屏蔽,更好地实现就近接地,并有效地降低寄生电感和缩短信号的传输长度,同时还能大幅度地降低信号的交叉干扰等,所有这些方法都对高频电路的可靠性有利。
同种材料时,四层板要比双面板的噪声低20dB 。
但是,同时也存在一个问题,PCB 半层数越高,制造工艺越复杂,单位成本也就越高,这就要求在进行PCBLayout时,除了选择合适的层数的PCB板,还需要进行合理的元器件布局规划,并采用正确的布线规则来完成设计。
1、高频电路器件管脚间的引线层间交替越少越好所谓“引线的层间交替越少越好”是指元件连接过程中所用的过孔(Via)越少越好。
一个过孔可带来约0.5pF 的分布电容,减少过孔数能显着提高速度和减少数据出错的可能性。
2、高频电路器件管脚间的引线越短越好信号的辐射强度是和信号线的走线长度成正比的,高频的信号引线越长,它就越容易耦合到靠近它的元器件上去,所以对于诸如信号的时钟、晶振、DDR的数据、LVDS线、USB线、HDMI 线等高频信号线都是要求尽可能的走线越短越好。
3、高速电子器件管脚间的引线弯折越少越好高频电路布线的引线最好采用全直线,需要转折,可用45度折线或者圆弧转折,这种要求在低频电路中仅仅用于提高铜箔的固着强度,而在高频电路中,满足这一要求却可以减少高频信号对外的发射和相互间的耦合。
4、注意信号线近距离平行走线引入的“串扰” 高频电路布线要注意信号线近距离平行走线所引入的“串扰” ,串扰是指没有直接连接的信号线之间的耦合现象。
由于高频信号沿着传输线是以电磁波的形式传输的,信号线会起到天线的作用,电磁场的能量会在传输线的周围发射,信号之间由于电磁场的相互耦合而产生的不期望的噪声信号称为串扰(Crosstalk)。
高频布线
高频PCB布线:1、高频电路器件管脚间的引线层间交替越少越好2、高频电路器件管脚间的引线越短越好3、高速电子器件管脚间的引线弯折越少越好4、注意信号线近距离平行走线引入的“串扰”5、高频数字信号的地线和模拟信号地线做隔离6、集成电路块的电源引脚增加高频退藕电容7、避免走线形成的环路8、必须保证良好的信号阻抗匹配1、高频电路器件管脚间的引线层间交替越少越好所谓“引线的层间交替越少越好”是指元件连接过程中所用的过孔(Via)越少越好。
一个过孔可带来约0.5pF的分布电容,减少过孔数能显着提高速度和减少数据出错的可能性。
2、高频电路器件管脚间的引线越短越好信号的辐射强度是和信号线的走线长度成正比的,高频的信号引线越长,它就越容易耦合到靠近它的元器件上去,所以对于诸如信号的时钟、晶振、DDR的数据、LVDS线、USB线、HDMI线等高频信号线都是要求尽可能的走线越短越好。
3、高速电子器件管脚间的引线弯折越少越好高频电路布线的引线最好采用全直线,需要转折,可用45度折线或者圆弧转折,这种要求在低频电路中仅仅用于提高铜箔的固着强度,而在高频电路中,满足这一要求却可以减少高频信号对外的发射和相互间的耦合。
4、注意信号线近距离平行走线引入的“串扰”高频电路布线要注意信号线近距离平行走线所引入的“串扰”,串扰是指没有直接连接的信号线之间的耦合现象。
由于高频信号沿着传输线是以电磁波的形式传输的,信号线会起到天线的作用,电磁场的能量会在传输线的周围发射,信号之间由于电磁场的相互耦合而产生的不期望的噪声信号称为串扰(Crosstalk)。
PCB板层的参数、信号线的间距、驱动端和接收端的电气特性以及信号线端接方式对串扰都有一定的影响。
所以为了减少高频信号的串扰,在布线的时候要求尽可能的做到以下几点:(1)在布线空间允许的条件下,在串扰较严重的两条线之间插入一条地线或地平面,可以起到隔离的作用而减少串扰;(2)当信号线周围的空间本身就存在时变的电磁场时,若无法避免平行分布,可在平行信号线的反面布置大面积“地”来大幅减少干扰;(3)在布线空间许可的前提下,加大相邻信号线间的间距,减小信号线的平行长度,时钟线尽量与关键信号线垂直而不要平行;(4)如果同一层内的平行走线几乎无法避免,在相邻两个层,走线的方向务必却为相互垂直;(5)在数字电路中,通常的时钟信号都是边沿变化快的信号,对外串扰大。
【转帖】PCB布局布线的10条规则
一元器件布局的10条规则:遵照“先大后小,先难后易”的布置原则,即重要的单元电路、核心元器件应当优先布局.布局中应参考原理框图,根据单板的主信号流向规律安排主要元器件.元器件的排列要便于调试和维修,亦即小元件周围不能放置大元件、需调试的元、器件周围要有足够的空间。
相同结构电路部分,尽可能采用“对称式”标准布局;按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准优化布局;同类型插装元器件在X或Y方向上应朝一个方向放置。
同一种类型的有极性分立元件也要力争在X或Y方向上保持一致,便于生产和检验。
发热元件要一般应均匀分布,以利于单板和整机的散热,除温度检测元件以外的温度敏感器件应远离发热量大的元器件。
布局应尽量满足以下要求:总的连线尽可能短,关键信号线最短;高电压、大电流信号与小电流,低电压的弱信号完全分开;模拟信号与数字信号分开;高频信号与低频信号分开;高频元器件的间隔要充分。
去偶电容的布局要尽量靠近IC的电源管脚,并使之与电源和地之间形成的回路最短。
元件布局时,应适当考虑使用同一种电源的器件尽量放在一起,以便于将来的电源分隔。
二、布线(1)布线优先次序键信号线优先:摸拟小信号、高速信号、时钟信号和同步信号等关键信号优先布线密度优先原则:从单板上连接关系最复杂的器件着手布线。
从单板上连线最密集的区域开始布线注意点:尽量为时钟信号、高频信号、敏感信号等关键信号提供专门的布线层,并保证其最小的回路面积。
必要时应采取手工优先布线、屏蔽和加大安全间距等方法。
保证信号质量。
电源层和地层之间的EMC环境较差,应避免布置对干扰敏感的信号。
有阻抗控制要求的网络应尽量按线长线宽要求布线。
(2)四种具体走线方式1 、时钟的布线:时钟线是对EMC 影响最大的因素之一。
在时钟线上应少打过孔,尽量避免和其它信号线并行走线,且应远离一般信号线,避免对信号线的干扰。
同时应避开板上的电源部分,以防止电源和时钟互相干扰。
如果板上有专门的时钟发生芯片,其下方不可走线,应在其下方铺铜,必要时还可以对其专门割地。
电路板布线要求
电路板布线要求
1、布线时避免90度折线,减少高频噪声发射。
2、注意晶振布线。
晶振与单片机引脚尽量靠近,用地线把时钟区隔离起来,晶振外壳接地并固定。
3、电路板合理分区,如强、弱信号,数字、模拟信号。
尽可能把干扰源(如电机,继电器)与敏感元件(如单片机)远离。
4、用地线把数字区与模拟区隔离,数字地与模拟地要分离,最后在一点接于电源地。
A/D、D/A芯片布线也以此为原则,厂家分配
A/D、D/A芯片引脚排列时已考虑此要求。
5、单片机和大功率器件的地线要单独接地,以减小相互干扰。
大功率器件尽可能放在电路板边缘。
6、布线时尽量减少回路环的面积,以降低感应噪声。
7、布线时,电源线和地线要尽量粗。
除减小压降外,更重要的是降低耦合噪声。
8、IC器件尽量直接焊在电路板上,少用IC座。
9、参考点一般应设置在左边和底边的边框线的交点(或延长线的交点)上或印制板的插件上的第一个焊盘。
10、布局推荐使用25mil网格。
如何设计高频电路的布线
如何设计高频电路的布线在设计高频电路时,合理的布线是至关重要的。
布线的好坏直接影响电路的性能和稳定性。
因此,本文将介绍一些设计高频电路布线的基本原则和技巧,以帮助读者更好地进行高频电路设计。
一、布线的基本原则1. 最短路径原则:布线时应尽量减少信号传输路径的长度。
短路径能够有效减小信号的传输时间和功耗,并减少信号受到干扰的可能性。
2. 分离高频和低频信号:在布线时,应将高频信号的传输线和低频信号的传输线分离排布,以防止相互干扰。
可以采用分层布线的方式,将高频和低频信号分别布置在不同的层次上。
3. 交错式布线:交错式布线是一种常用的布线方式,它可以使信号传输路径更短,同时减小信号线之间的串扰。
在交错式布线时,应尽量避免信号线之间的交叉,以减少串扰的可能性。
4. 等长配线:对于高频信号的布线,应尽量使信号线的长度相等,以避免信号传输速度不一致带来的相位差和信号失真。
二、布线的技巧1. 倒角:在布线时,应避免直角走线,而采用圆滑的倒角方式。
直角会导致信号的反射和干扰,而倒角可以减少信号的反射并提高信号质量。
2. 地线的设计:地线在高频电路中起到重要的作用,它能够提供良好的信号返回路径,减小信号引入的干扰。
因此,在布线时应充分考虑地线的设计,尽量使地线宽度宽而短。
3. 信号线和电源线的分离:为了避免电源线对信号线的干扰,应尽量将信号线和电源线分开布置,并且在布线时应采取相应的阻隔措施,如相隔一定距离或采用屏蔽材料隔离。
4. 绕行细小器件:在布线时,应尽量绕行细小器件,以确保其正常工作并减少对布线的限制。
特别是对于高频电路中的小型电容和电感器件,应选择合适的布线路径,避免产生电磁干扰。
5. 使用地面层和屏蔽层:地面层和屏蔽层能够提供良好的地线和屏蔽效果,可以减小信号的串扰和干扰。
在布线时应充分利用地面层和屏蔽层,尽量将信号线与其他线路分开,并增加布线层次的灵活性。
三、总结设计高频电路布线需要遵循一定的原则和技巧,以确保电路的性能和稳定性。
总结一些高频电路的设计技巧及注意事项
总结一些高频电路的设计技巧及注意事项电子技术快速发展,以及无线通信技术在各领域的广泛应用,高频、高速、高密度已逐步成为现代电子产品的显着发展趋势之一。
信号传输高频化和高速数字化,迫使PCB走向微小孔与埋/盲孔化、导线精细化、介质层均匀薄型化,高频高速高密度多层PCB设计技术已成为一个重要的研究领域。
作者根据多年在硬件设计工作中的经验,总结一些高频电路的设计技巧及注意事项,供大家参考。
1、如何选择PCB 板材?选择PCB 板材必须在满足设计需求和可量产性及成本中间取得平衡点。
设计需求包含电气和机构这两部分。
通常在设计非常高速的PCB 板子(大于GHz 的频率)时这材质问题会比较重要。
例如,现在常用的FR-4 材质,在几个GHz 的频率时的介质损耗(dielectric loss)会对信号衰减有很大的影响,可能就不合用。
就电气而言,要注意介电常数(dielectric constant)和介质损在所设计的频率是否合用。
2、如何避免高频干扰?避免高频干扰的基本思路是尽量降低高频信号电磁场的干扰,也就是所谓的串扰(Crosstalk)。
可用拉大高速信号和模拟信号之间的距离,或加ground guard/shunt traces 在模拟信号旁边。
还要注意数字地对模拟地的噪声干扰。
3、在高速设计中,如何解决信号的完整性问题?信号完整性基本上是阻抗匹配的问题。
而影响阻抗匹配的因素有信号源的架构和输出阻抗(output impedance),走线的特性阻抗,负载端的特性,走线的拓朴(topology)架构等。
解决的方式是靠端接(termination)与调整走线的拓朴。
4、差分布线方式是如何实现的?差分对的布线有两点要注意,一是两条线的长度要尽量一样长,另一是两线的间距(此间距由差分阻抗决定)要一直保持不变,也就是要保持平行。
平行的方式有两种,一为两条线走在同一走线层(side-by-side),一为两条线走在上下相邻两层(over-under)。
高频电子产品的EMC设计中的布线规则
高频电子产品的EMC设计中的布线规则 在电子产品尤其是高频电子产品的EMC设计上,我们应该对于单面和双面PCB系列存在特殊的考虑。
在高速、高技术产品中,单面和双面PCB的应用带来了附加的EMC问题。
这个问题为使用特殊的先进的布线技术带来了困难。
对早期低技术设计来说成本是很重要的问题,使用单面板双面安装PCB常常是理想的选择。
必须注意到RF返回电流回到出发点,是以最佳的,低阻抗的方式来完成的。
应该在信号和电源电压传输中考虑传输线的概念。
在部件的布线过程中,电源及其返回线路必须彼此平行走向。
应该为高风险回路,如时钟以及类似回路,提供专用的回路,以减小环路结构及减小环路辐射和吸收电磁能量。
在双面板中,控制环路面积是关系信号质量和电磁干扰性能的关键。
必须强调,特别是对要求符合电磁兼容性来说,不存在“双面”的PCB,虽然从物理结构上它是存在的。
当分析一个涉及电磁兼容性的双面PCB的性能时,应该注意到对一个典型的PCB来说,其中心材料的厚度按规定为0.062in(1.6mm)。
在装有器件的顶层和接地层或0V电位结构的底层之间的空间常常有作为顶层射频电流返回的镜像层。
实际上,信号走线与镜像层之间的空间距离非常大,以致不能有效地消除磁通量。
当走线和返回面之间缺乏互感时,不能有效地消除净磁通量。
当走线和板之间的距离非常大时,信号走线周围的场分布是很小的。
描述双面PCB的适合方法是把其想象成两个单面PCB。
我们必须使用适合于单面设计的设计规则和技术来设计上层和底层的PCB。
例如,如果走线的宽为0.008in(0.2mm),则离开走线距离0.008in(0.2mm)的位置有场存在。
如果。
开关电源高频电路布线原则
开关电源高频电路布线原则高频电路布线原则。
1、布局:脉冲电压连线尽可能短,其中输入开关管到变压器连线,输出变压器到整流管连接线。
脉冲电流环路尽可能小如输入滤波电容正到变压器到开关管返回电容负。
输出部分变压器出端到整流管到输出电感到输出电容返回变压器电路中X电容要尽量接近开关电源输入端,输入线应避免与其他电路平行,应避开。
Y电容应放置在机壳接地端子或FG 连接端。
共摸电感应与变压器保持一定距离,以避免磁偶合。
如不好处理可在共摸电感与变压器间加一屏蔽,以上几项对开关电源的EMC性能影响较大。
输出电容一般可采用两只一只靠近整流管另一只应靠近输出端子,可影响电源输出纹波指标,两只小容量电容并联效果应优于用一只大容量电容。
发热器件要和电解电容保持一定距离,以延长整机寿命,电解电容是开关电源寿命的瓶劲,如变压器、功率管、大功率电阻要和电解保持距离,电解之间也须留出散热空间,条件允许可将其放置在进风口。
控制部分要注意:高阻抗弱信号电路连线要尽量短如取样反馈环路,在处理时要尽量避免其受干扰、电流取样信号电路,特别是电流控制型电路,处理不好易出现一些想不到的意外,还有开关管驱动信号电路,开关管驱动电阻要靠近开关管,可提高开关管工作可靠性,这和功率 MOSFET高直流阻抗电压驱动特性有关。
下面谈一谈印制板布线的一些原则。
线间距:随着印制线路板制造工艺的不断完善和提高,一般加工厂制造出线间距等于甚至小于0.1mm已经不存在什么问题,完全能够满足大多数应用场合。
考虑到开关电源所采用的元器件及生产工艺,一般双面板最小线间距设为0.3mm,单面板最小线间距设为0.5mm,焊盘与焊盘、焊盘与过孔或过孔与过孔,最小间距设为0.5mm,可避免在焊接操作过程中出现“桥接”现象。
,这样大多数制板厂都能够很轻松满足生产要求,并可以把成品率控制得非常高,亦可实现合理的布线密度及有一个较经济的成本。
最小线间距只适合信号控制电路和电压低于63V的低压电路,当线间电压大于该值时一般可按照500V/1mm经验值取线间距。
高频PCB板布线规则
高频PCB板布线规则1. 元件排列规则1).在通常条件下,所有的元件均应布置在印制电路的同一面上,只有在顶层元件过密时,才能将一些高度有限并且发热量小的器件,如贴片电阻、贴片电容、贴IC等放在底层。
2).在保证电气性能的前提下,元件应放置在栅格上且相互平行或垂直排列,以求整齐、美观,一般情况下不允许元件重叠;元件排列要紧凑,输入和输出元件尽量远离。
3).某元器件或导线之间可能存在较高的电位差,应加大它们的距离,以免因放电、击穿而引起意外短路。
4).带高电压的元件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。
5).位于板边缘的元件,离板边缘至少有2个板厚的距离6).元件在整个板面上应分布均匀、疏密一致。
2. 按照信号走向布局原则1).通常按照信号流程逐个安排各个功能电路单元位置,以每个功能电路的核心元件为中心,围绕它进行布局。
2).元件的布局应便于信号流通,使信号尽可能保持一致的方向。
多数情况下,信号的流向安排为从左到右或从上到下,与输入、输出端直接相连的元件应当放在靠近输入、输出接插件或连接器的地方。
3. 防止电磁干扰1).对辐射电磁场较强的元件,以及对电磁感应较灵敏的元件,应加大它们相互之间的距离或加以屏蔽,元件放置的方向应与相邻的印制导线交叉。
2).尽量避免高低电压器件相互混杂、强弱信号的器件交错在一起。
3).对于会产生磁场的元件,如变压器、扬声器、电感等,布局时应注意减少磁力线对印制导线的切割,相邻元件磁场方向应相互垂直,减少彼此之间的耦合。
4).对干扰源进行屏蔽,屏蔽罩应有良好的接地。
5).在高频工作的电路,要考虑元件之间的分布参数的影响。
4. 抑制热干扰1).对于发热元件,应优先安排在利于散热的位置,必要时可以单独设置散热器或小风扇,以降低温度,减少对邻近元件的影响。
2).一些功耗大的集成块、大或中功率管、电阻等元件,要布置在容易散热的地方,并与其它元件隔开距离。
3).热敏元件应紧贴被测元件并远离高温区域,以免受到其它发热功当量元件影响,引起误动作。
高频pcb设计师傅必须要知晓的布线设计走在这里!
高频pcb设计师傅必须要知晓的布线设计走在这里!上文我们讲述了高频电路板的整体布局,今天我们来谈谈布线设计。
布线是在合理布局的基础上实现高频PCB设计的总体要求。
布线包括自动布线和手动布线两种方式。
今天重点讲述“在高频PCB 的布线过程中应特别注意以下几个方面问题。
”通常,无论关键信号线的数量有多少,首先对这些信号线进行手动布线,布线完成后对这些信号线布线进行仔细检查,检查通过后将其固定,再对其他布线进行自动布线。
即采用手动和自动布线相结合来完成PCB的布线。
以下几点希望能帮助所有设计高频板的朋友。
1)高频微波板布线的形式在PCB的布线过程中,走线的最小宽度由导线与绝缘层基板之间的粘附强度以及流过导线的电流强度所决定。
当铜箔的厚度为0.05mm、宽度为1mm~1.5mm时,可以通过2A电流。
温度不会高于3℃,除一些比较特殊的走线外,同一层面上的其他布线宽度应尽可能一致。
在高频电路中布线的间距将影响分布电容和电感的大小,从而影响信号的损耗、电路的稳定性以及引起信号的干扰等。
在高速开关电路中,导线的间距将影响信号的传输时间及波形的质量。
因此,布线的最小间距应大于或等于0.5mm,只要允许,PCB布线最好采用比较宽的线。
印制导线与PCB的边缘应留有一定的距离(不小于板厚),这样不仅便于安装和进行机械加工,而且还提高了绝缘性能。
布线中遇到只有绕大圈才能连接的线路时,要利用飞线,即直接用短线连接来减少长距离走线带来的干扰。
含有磁敏元件的电路其对周围磁场比较敏感,而高频电路工作时布线的拐弯处容易辐射电磁波,如果PCB中放置了磁敏元件,则应保证布线拐角与其有一定的距离。
同一层面上的布线不允许有交叉。
对于可能交叉的线条,可用“钻”与“绕”的办法解决,即让某引线从其他的电阻、电容、三极管等器件引脚下的空隙处“钻”过去,或从可能交叉的某条引线的一端“绕”过去。
在特殊情况下,如果电路很复杂,为了简化设计,也允许用导线跨接解决交叉问题。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
高频电路设计布线技巧,您需要知道这十项规则
如果数字逻辑电路的频率达到或者超过45MHZ~50MHZ,而且工作在这个频率之上的电路已经占到了整个电子系统一定的份量(比如说1/3),通常就称为高频电路。
高频电路设计是一个非常复杂的设计过程,其布线对整个设计至关重要!
【第一招】多层板布线
高频电路往往集成度较高,布线密度大,采用多层板既是布线所必须,也是降低干扰的有效手段。
在PCB Layout阶段,合理的选择一定层数的印制板尺寸,能充分利用中间层来设置屏蔽,更好地实现就近接地,并有效地降低寄生电感和缩短信号的传输长度,同时还能大幅度地降低信号的交叉干扰等,所有这些方法都对高频电路的可靠性有利。
有资料显示,同种材料时,四层板要比双面板的噪声低20dB。
但是,同时也存在一个问题,PCB 半层数越高,制造工艺越复杂,单位成本也就越高,这就要求我们在进行PCB Layout时,除了选择合适的层数的PCB板,还需要进行合理的元器件布局规划,并采用正确的布线规则来完成设计。
【第二招】高速电子器件管脚间的引线弯折越少越好
高频电路布线的引线最好采用全直线,需要转折,可用45度折线或者圆弧转折,这种要求在低频电路中仅仅用于提高铜箔的固着强度,而在高频电路中,满足这一要求却可以减少高频信号对外的发射和相互间的耦合。
【第三招】高频电路器件管脚间的引线越短越好
信号的辐射强度是和信号线的走线长度成正比的,高频的信号引线越长,它就越容易耦合到靠近它的元器件上去,所以对于诸如信号的时钟、晶振、DDR的数据、LVDS线、USB 线、HDMI线等高频信号线都是要求尽可能的走线越短越好。
【第四招】高频电路器件管脚间的引线层间交替越少越好
所谓引线的层间交替越少越好是指元件连接过程中所用的过孔(Via)越少越好。
据侧,一个过孔可带来约0.5pF的分布电容,减少过孔数能显著提高速度和减少数据出错的可能性。
【第五招】注意信号线近距离平行走线引入的串扰
高频电路布线要注意信号线近距离平行走线所引入的串扰,串扰是指没有直接连接的信号线之间的耦合现象。
由于高频信号沿着传输线是以电磁波的形式传输的,信号线会起到天线的作用,电磁场的能量会在传输线的周围发射,信号之间由于电磁场的相互耦合而产生的不期望的噪声信号称为串扰(Crosstalk)。
PCB板层的参数、信号线的间距、驱动端和接收端的电气特性以及信号线端接方式对串扰都有一定的影响。
所以为了减少高频信号的串扰,在布线的时候要求尽可能的做到以下几点:
在布线空间允许的条件下,在串扰较严重的两条线之间插入一条地线或地平面,可以起到隔离的作用而减少串扰。
当信号线周围的空间本身就存在时变的电磁场时,若无法避免平行分布,可在平行信号线的反面布置大面积地来大幅减少干扰。
在布线空间许可的前提下,加大相邻信号线间的间距,减小信号线的平行长度,时钟线尽量与关键信号线垂直而不要平行。
如果同一层内的平行走线几乎无法避免,在相邻两个层,走线的方向务必却为相互垂直。
在数字电路中,通常的时钟信号都是边沿变化快的信号,对外串扰大。
所以在设计中,时钟线宜用地线包围起来并多打地线孔来减少分布电容,从而减少串扰。
对高频信号时钟尽量使用低电压差分时钟信号并包地方式,需要注意包地打孔的完整性。
闲置不用的输入端不要悬空,而是将其接地或接电源(电源在高频信号回路中也是地),因为悬空的线有可能等效于发射天线,接地就能抑制发射。
实践证明,用这种办法消除串扰有时能立即见效。
【第六招】集成电路块的电源引脚增加高频退藕电容
每个集成电路块的电源引脚就近增一个高频退藕电容。
增加电源引脚的高频退藕电容,可以有效地抑制电源引脚上的高频谐波形成干扰。
【第七招】高频数字信号的地线和模拟信号地线做隔离
模拟地线、数字地线等接往公共地线时要用高频扼流磁珠连接或者直接隔离并选择合适的地方单点互联。
高频数字信号的地线的地电位一般是不一致的,两者直接常常存在一定的
电压差,而且,高频数字信号的地线还常常带有非常丰富的高频信号的谐波分量,当直接连接数字信号地线和模拟信号地线时,高频信号的谐波就会通过地线耦合的方式对模拟信号进行干扰。
所以通常情况下,对高频数字信号的地线和模拟信号的地线是要做隔离的,可以采用在合适位置单点互联的方式,或者采用高频扼流磁珠互联的方式。
【第八招】避免走线形成的环路
各类高频信号走线尽量不要形成环路,若无法避免则应使环路面积尽量小。
【第九招】必须保证良好的信号阻抗匹配
信号在传输的过程中,当阻抗不匹配的时候,信号就会在传输通道中发生信号的反射,反射会使合成信号形成过冲,导致信号在逻辑门限附近波动。
消除反射的根本办法是使传输信号的阻抗良好匹配,由于负载阻抗与传输线的特性阻抗相差越大反射也越大,所以应尽可能使信号传输线的特性阻抗与负载阻抗相等。
同时还要注意PCB上的传输线不能出现突变或拐角,尽量保持传输线各点阻抗连续,否则在传输线各段之间也将会出现反射。
这就要求在进行高速PCB布线时,必须要遵守以下布线规则:USB布线规则。
要求USB信号差分走线,线宽10mil,线距6mil,地线和信号线距6mil。
HDMI布线规则。
要求HDMI信号差分走线,线宽10mil,线距6mil,每两组HDMI差分信号对的间距超过20mil。
LVDS布线规则。
要求LVDS信号差分走线,线宽7mil,线距6mil,目的是控制HDMI 的差分信号对阻抗为100+-15%欧姆
DDR布线规则。
DDR1走线要求信号尽量不走过孔,信号线等宽,线与线等距,走线必须满足2W原则,以减少信号间的串扰,对DDR2及以上的高速器件,还要求高频数据走线等长,以保证信号的阻抗匹配。
【第十招】保持信号传输的完整性
保持信号传输的完整性,防止由于地线分割引起的地弹现象。
PCB即印制电路板,是电子电路的承载体,同时,也是电路设计的最后一个环节。
现在的电子产品中,内部构造都要使用到PCB。
PCB如此重要,我们应该如何系统、完善地学。