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PCB技術

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總結高頻電路佈局技巧的13個要點
2020-09-17
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Author:Holia      Share


  1. 高速電路器件引腳之間的引線彎曲越少越好。高頻電路的走線最好用全直線,需要轉彎。可用45°折線或圓弧轉動。滿足這一要求可以減少高頻信號的外部發射和相互耦合。


  2. 高頻電路器件的引腳之間的引線越短越好。


  3. 高頻電路往往具有高集成度和高佈線密度。使用多層板不僅是佈線所必需的,也是減少干擾的有效手段。


  4. 各種信號線不能形成迴路,地線不能形成電流迴路。


  5. 每個集成電路塊附近應安裝一個高頻去耦電容。


  6. 高頻電路器件的引腳之間的引線層交替越少越好。所謂“引線的層間交替越少越好”是指元件連接過程中使用的過孔(過孔越少越好,實測一個過孔可以帶來約0.5 pF的分佈電容,減少過孔數量 可以顯著提高速度。


  7. 對於高頻電路走線,要注意信號線緊密平行走線引入的“交叉干擾”。如果無法避免平行分佈,可以在平行信號線的另一側佈置大面積的“地”,以大大減少干擾。同一層的平行走線幾乎是不可避免的,但在相鄰的兩個層中,走線方向必須相互垂直。


  8. 對特別重要的信號線或局部單元實施地線圍封措施,即繪製選定對象的外輪廓線。使用此功能,可以對選定的重要信號線自動進行所謂的“封裝接地”處理。當然,使用該功能對時鐘等單元進行部分封裝處理,對於高速系統也是非常有利的。


  9. 在DSP、片外程序存儲器和數據存儲器接入電源之前,應添加濾波電容並儘可能靠近芯片的電源引腳放置,以濾除電源噪聲。另外,建議在DSP、片外程序存儲器和數據存儲器等關鍵部件周圍進行屏蔽,以減少外部干擾。


  10. 將模擬地線和數字地線連接到公共地線時,請使用高頻扼流圈。在高頻扼流圈的實際裝配中,經常使用導線穿過中心孔的高頻鐵氧體磁珠。它們通常不會在電路原理圖中表達。得到的網表(netlist,不包括這種元件,佈線的時候會忽略它的存在。對於這個現實,可以把它看成原理圖中的電感,在PCB中可以單獨定義一個元件封裝元件庫,並且可以手動移動到公共接地連接點附近的合適位置。


  11. 模擬電路和數字電路應分開佈置,電源和地應在獨立佈線後單點連接,以免相互干擾。


  12. 片外程序存儲器和數據存儲器應盡量靠近DSP芯片放置,同時佈局要合理,使數據線和地址線的長度基本一致,特別是有系統中有多個存儲器,考慮時鐘線到每個存儲器時鐘的輸入距離相等或者可以增加單獨的可編程時鐘驅動芯片。對於DSP系統,應選擇訪問速度與DSP相近的外部存儲器,否則無法充分利用DSP的高速處理能力。DSP指令周期為納秒級,因此DSP硬件系統中最常見的問題是高頻干擾。因此,在製作DSP硬件系統的印刷電路板(PCB等)時,地址線和數據線要特別注意。信號線的佈線要正確、合理。佈線時盡量使高頻線短而粗,遠離易受干擾的信號線,如模擬信號線。當DSP周邊電路複雜時,建議將DSP及其時鐘電路、復位電路、片外程序存儲器、數據存儲器做成最小的系統,以減少干擾。


  13. 在遵循上述原則並熟練使用設計工具時,手工佈線完成後,高頻電路一般需要通過先進的PCB仿真軟件進行仿真,以提高系統的可靠性和生產率。