【干貨】高速PCB設計的一些規則及原因分析

板兒妹0517

隨著(zhù)當前電子產(chǎn)品的信號速率不斷提高，“高速信號”在 PCB 設計中已經(jīng)非常常見(jiàn)。因此，不管是PCB設計初學(xué)者，還是PCB設計從業(yè)者，“高速PCB設計”都是大家必須要掌握的設計技能，這其中包括PCB設計理論及設計規范與規則。

一些高速PCB設計的規則分析
1、PCB布局設計時(shí)，應充分遵守沿信號流向直線(xiàn)放臵的設計原則，盡量避免來(lái)回環(huán)繞。
原因分析：避免信號直接耦合，影響信號質(zhì)量。
2、PCB時(shí)鐘頻率超過(guò)5MHZ 或信號上升時(shí)間小于5ns，一般需要使用多層板設計。
原因分析：這是PCB設計中的“55原則”。采用多層板設計信號回路面積能夠得到很好的控制。
3、多層板中，單板TOP、BOTTOM 層盡量無(wú)大于50MHZ 的信號線(xiàn)。
原因分析：最好將高頻信號走在兩個(gè)平面層之間，以抑制其對空間的輻射。
4、在PCB板上，接口電路的濾波、防護以及隔離器件應該靠近接口放置。
原因分析：可以有效的實(shí)現防護、濾波和隔離的效果。
5、如果接口處既有濾波又有防護電路，應該遵從先防護后濾波的原則。
原因分析：防護電路用來(lái)進(jìn)行外來(lái)過(guò)壓和過(guò)流抑制，如果將防護電路放臵在濾波電路之后，濾波電路會(huì )被過(guò)壓和過(guò)流損壞。
6、布局時(shí)要保證濾波電路（濾波器）、隔離以及防護電路的輸入輸出線(xiàn)不要相互耦合。
原因分析：上述電路的輸入輸出走線(xiàn)相互耦合時(shí)會(huì )削弱濾波、隔離或防護效果。
7、對于多層板，關(guān)鍵布線(xiàn)層（時(shí)鐘線(xiàn)、總線(xiàn)、接口信號線(xiàn)、射頻線(xiàn)、復位信號線(xiàn)、片選信號線(xiàn)以及各種控制信號線(xiàn)等所在層）應與完整地平面相鄰，優(yōu)選兩地平面之間。
原因分析：關(guān)鍵信號線(xiàn)一般都是強輻射或極其敏感的信號線(xiàn)，靠近地平面布線(xiàn)能夠使其信號回路面積減小，減小其輻射強度或提高抗干擾能力。
8、關(guān)鍵信號走線(xiàn)一定不能跨分割區走線(xiàn)（包括過(guò)孔、焊盤(pán)導致的參考平面間隙）。
原因分析：跨分割區走線(xiàn)會(huì )導致信號回路面積的增大。
9、關(guān)鍵信號線(xiàn)距參考平面邊沿≥3H（H 為線(xiàn)距離參考平面的高度）。
原因分析：抑制邊緣輻射效應。
10、當線(xiàn)路板上同時(shí)存在高、中、低速電路時(shí)，應該遵從高、中速電路遠離接口。
原因分析：避免高頻電路噪聲通過(guò)接口向外輻射。

知識擴展：什么是“高速信號”
什么是高速信號？如何判斷高速信號？Cadence公司對此做了定義：
1）凡是大于50MHz的信號，就是高速信號。
2）信號是否高速和頻率沒(méi)有直接關(guān)系，而是信號上升/下降沿小于50ps時(shí)就認為是高速信號。
3）當信號所在的傳輸路徑長(cháng)度大于1/6λ，信號被認為是高速信號。
4）當信號沿著(zhù)傳輸路徑傳輸，發(fā)生了嚴重的趨膚效應和電離損耗時(shí)，被認為是高速信號。
（圖文內容由快點(diǎn)PCB整理自網(wǎng)絡(luò )）
抗“疫”時(shí)期，學(xué)習不能停。在疫情結束之前，快點(diǎn)學(xué)院將聯(lián)合騰訊課堂，持續開(kāi)放部分課程供大家免費在線(xiàn)學(xué)習！
↓↓↓

大家可以在“騰訊課堂”搜索【快點(diǎn)PCB學(xué)院】找到相關(guān)課程噢~

高速PCB設計：邁威科技 http://www.cnmaxwell.com/
PCB設計培訓：快點(diǎn)PCB學(xué)院 http://www.eqpcb.com/