作为一名PCB工程师或准PCB工程师,需要掌握的知识有很多,高速信号便是其中之一。何为高速信号?假如信号的上升沿时间小于4倍的信号传输延时时,我们可视它为高速信号。这时我们必须用传输线的方法和手段来分析。高速信号的特点要求我们在设计中必须对关键的信号制定约束规则,由约束规则驱动布局布线。接下来,我们就来了解下高速PCB信号的走线规则吧。
高速PCB信号走线规则
一、屏蔽规则
在高速PCB设计中,时钟等关键的高速信号线,走线需要进行屏蔽处理,如果没有屏蔽或只屏蔽了部分,都会造成EMI的泄漏。建议屏蔽线,每1000mil,打孔接地。
二、闭环规则
由于PCB板的密度越来越高,很多PCB LAYOUT工程师在走线的过程中,很容易出现一种失误,即时钟信号等高速信号网络,在多层的PCB走线的时候产生了闭环的结果,这样的闭环结果将产生环形天线,增加EMI的辐射强度。
三、开环规则
规则二提到高速信号的闭环会造成EMI辐射,然而开环同样会造成EMI辐射。时钟信号等高速信号网络,在多层的PCB走线的时候一旦产生了开环的结果,将产生线形天线,增加EMI的辐射强度。
四、特性阻抗连续规则
高速信号,在层与层之间切换的时候必须保证特性阻抗的连续,否则会增加EMI的辐射。也就是说,同层的布线的宽度必须连续,不同层的走线阻抗必须连续。
五、布线方向规则
相邻两层间的走线必须遵循垂直走线的原则,否则会造成线间的串扰,增加EMI辐射。简而言之,相邻的布线层遵循横平竖垂的布线方向,垂直的布线可以抑制线间的串扰。
六、拓扑结构规则
在高速PCB设计中,线路板特性阻抗的控制和多负载情况下的拓扑结构的设计,直接决定着产品的成功还是失败。图示为菊花链式拓扑结构,一般用于几Mhz的情况下为益。高速PCB设计中建议使用后端的星形对称结构。
七、谐振规则
检查信号线的长度和信号的频率是否构成谐振,即当布线长度为信号波长1/4的时候的整数倍时,此布线将产生谐振,而谐振就会辐射电磁波,产生干扰。
八、回流路径规则
所有的高速信号必须有良好的回流路径。尽可能地保证时钟等高速信号的回流路径最小。否则会极大的增加辐射,并且辐射的大小和信号路径和回流路径所包围的面积成正比。
九、器件的退耦电容摆放规则
退耦电容的摆放的位置非常的重要。摆放不合理根本起不到退耦的效果。其原则是:靠近电源的管脚,并且电容的电源走线和地线所包围的面积最小。
(图文整理自网络,版权归原作者所有。)
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