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巧妙设计高频PCB板需要注意的八个方面

高频PCB板

大家都知道高频板是使用于高频领域的线路板。高频它对线路的电介数值有所要求,介电系数低,稳定性要强。那么在设计高频PCB的环节,需要注意哪些方面呢?

、高频PCB板设计如何避免高频干扰?

高频pcb板

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。

设计中如何选择高频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(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。

、在高频PCB高速板设计中,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。

、对于只有一个输出端的时钟信号线,如何实现差分布线?

要用差分布线一定是信号源和接收端也都是差分信号才有意义。所以对只有一个输出端的时钟信号是无法使用差分布线的。

五,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)。一般以前者side-by-side实现的方式较多。

设计要考虑到接收端差分线对之间可否加一匹配电阻?

接收端差分线对间的匹配电阻通常会加, 其值应等于差分阻抗的值。这样信号品质会好些。

、为何差分对的布线要靠近且平行?

对差分对的布线方式应该要适当的靠近且平行。所谓适当的靠近是因为这间距会影响到差分阻抗(differential impedance)的值, 此值是设计差分对的重要参数。需要平行也是因为要保持差分阻抗的一致性。若两线忽远忽近, 差分阻抗就会不一致, 就会影响信号完整性(signal integrity)及时间延迟(timing delay)。

、如何处理高频板实际布线中的一些理论冲突的问题

1. 基本上, 将模/数地分割隔离是对的。 要注意的是信号走线尽量不要跨过有分割的地方(moat), 还有不要让电源和信号的回流电流路径(returning current path)变太大。

2. 晶振是模拟的正反馈振荡电路, 要有稳定的振荡信号, 必须满足loop gain与phase的规范, 而这模拟信号的振荡规范很容易受到干扰, 即使加ground guard traces可能也无法完全隔离干扰。 而且离的太远, 地平面上的噪声也会影响正反馈振荡电路。 所以, 一定要将晶振和芯片的距离进可能靠近。

3. 确实高速布线与EMI的要求有很多冲突。 但基本原则是因EMI所加的电阻电容或ferrite bead, 不能造成信号的一些电气特性不符合规范。 所以, 最好先用安排走线和PCB叠层的技巧来解决或减少EMI的问题, 如高速信号走内层。 最后才用电阻电容或ferrite bead的方式, 以降低对信号的伤害。

          

以上便是小编整理的高频PCB板设计中应该注意的8个方面,相信作为设计或者工程的您,应该对高频板有更加深入的认知了。金瑞欣是高频板生产厂家,品牌尽快材料罗杰斯高频板,罗杰斯混压板,泰康尼克高频板,雅龙高频板等。更多详情可以咨询金瑞欣。

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