技术文章—如何轻松搞定高频电路布线_历史上今天-电子工程世界

分享到: 微博; QQ; 微信; LinkedIn

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”。

关键字：高频电路布线引用地址：技术文章—如何轻松搞定高频电路布线

上一篇：适用于带HART的PLC/DCS系统的完全隔离的4通道模拟输出电路
下一篇：技术文章—如何将光强度转换为一个电学量

推荐阅读

2018年10月05日 | 并联机器人“若贝特”获数千万元A轮融资

据报道，若贝特机器人近日完成数千万元的A轮融资，公司专注于并联机器人的研发和生产。本轮融资的投资方是新梅大道、泽厚资本，融资资金将主要用于扩充团队，拓展市场之余完善销售和服务配套。2017年11月，若贝特曾获得了梅花天使创投的近千万元Pre-A轮投资。公开资料显示，若贝特的产品和服务涉及工业机器人研发制造、产线整体自动化设计开发等诸多领域。...

2019年10月05日 | 中国5G刚刚开始：到2025年或带动经济总产出10.6万亿

中国储能网讯：最近，一个不好的消息是，运营商计划于9月份正式推出的5G套餐，推迟到了10月份。也就是说，大多数用户可能无法在一边旅游的同时，一边用5G手机观看新中国70周年庆典了。另一个好的消息是，在NSA和SA的5G网络建设上，各方都不再摇摆。9月20日，工信部苗圩部长明确表示，2020年将大规模投入SA的5G网络建设上。外界对此的理解大体一致，即...

2020年10月05日 | 未来机器人如何改变医疗行业？

谈到医疗机器人，许多人都会起到美国Intuitive surgical公司研发的达芬奇机器人，它是世界第一款手术机器人，代表着机器人在医疗行业应用的重要里程碑。不过，达芬奇仍然是由人类控制的机器系统。随着人工智能技术的进步发展，医疗行业又发生了巨大的变化。利用机器学习的方法，可以对不同病例进行学习，再结合所有医学知识库的知识，能够快速诊断出病情...

史海拾趣

巨盛电子(Chesen)公司的发展小趣事

巨盛电子（Chesen）自创立之初，就坚持将技术创新作为公司的核心竞争力。在电子行业迅速发展的背景下，公司投入大量资源进行研发，成功推出了一系列具有领先技术水平的电子产品。这些产品不仅满足了市场对于高品质、高性能电子产品的需求，还通过创新功能赢得了消费者的青睐。巨盛电子凭借技术创新，逐渐在电子行业中崭露头角，成为市场的领导者。

上海超致公司的发展小趣事

作为一家有社会责任感的企业，上海超致始终关注环境保护和可持续发展。公司积极推广绿色生产技术和资源循环利用方案，减少生产过程中的能源消耗和废弃物排放。同时，上海超致还积极参与社会公益活动，为社区和环境贡献自己的力量。这种对社会责任的关注和担当使得上海超致在电子行业中树立了良好的形象。

ECLIPTEK公司的发展小趣事

为了进一步扩大市场份额，ECLIPTEK公司决定实施国际扩张战略。公司先后在亚洲、欧洲和北美等地设立了分支机构，并在当地建立了生产基地。为了更好地满足当地客户的需求，ECLIPTEK还实施了本地化战略，根据市场特点调整产品设计和生产流程。这一举措不仅提高了公司的市场覆盖率，还增强了其国际竞争力。

Hendon Semiconductors公司的发展小趣事

随着全球化进程的加速和国际贸易的不断发展，Hendon Semiconductors积极实施全球化战略，不断拓展国际市场。公司加强与国际客户的合作与交流，了解他们的需求和期望，并根据市场变化调整产品结构和市场策略。同时，Hendon Semiconductors还积极参与国际展会和技术交流活动，展示其最新的技术和产品成果，提升品牌知名度和影响力。通过一系列有效的市场拓展措施和全球化战略的实施，Hendon Semiconductors在国际市场上取得了显著的成绩和突破。

CST Master Electronic Co Ltd公司的发展小趣事

在国内市场取得一定成绩后，CST Master决定进军国际市场。然而，国际市场的竞争更加激烈，法律法规和文化差异也给公司带来了不小的挑战。公司积极调整市场策略，加强与当地合作伙伴的合作，逐步打开了国际市场的大门。通过不断的努力，CST Master在国际市场上也取得了一定的份额。

Future Designs, Inc. (FDI)公司的发展小趣事

随着市场需求的不断变化，FDI不断投入研发，致力于技术创新。他们不仅优化了现有的GUI产品，还将其应用范围扩大到了更多领域，如医疗设备、工业自动化、汽车电子等。同时，FDI还拓展了产品线，推出了光电元件、射频/IF和RFID、编程器、开发系统以及集成电路(IC)等一系列产品。这些创新举措使得FDI在电子行业中的影响力不断扩大，市场份额逐步提升。

问答坊 | AI 解惑

求助高手马上要交论文了，哪个高手可以帮忙解释下这个用TL494做的开关电源啊，不胜感激啊，先谢过了哦[[ip]… 查看全部问答∨	c51红外通讯 :lol… 查看全部问答∨
红外传感器检测黑线程序求助：红外传感器检测黑线程序… 查看全部问答∨	工控企业走向网络电子商务，这一名词，在现今社会已达到了广泛的普及率。电子商务行业的流行与火爆，亦无可厚非。中国作为世界上，人口最多，商业市场最大的国家，所能带动的电子商务商机亦可预见。近几年，电子商务在中国已得到了广泛的推广，众多的个人消费者、 ...… 查看全部问答∨
几份彩屏的资料几份彩屏的资料，最近再做彩屏，在网上找不到，给电话到商家才要到，分享下。或许有朋友需要。 … 查看全部问答∨	元器件封装查询元器件封装查询.有图安装尺寸．．．．… 查看全部问答∨
困扰ARM嵌入式初学者的若干问题希望能给各位初学者有所帮助！… 查看全部问答∨	关于如何设计组合逻辑电路小弟最近新上手学习数字电路。上课老师也不怎么样就知道放幻灯片忽悠我们。。没有办法查阅图书馆相关题型未找到，还望哪位高手详细指点一下。有如下设计题型不知怎样着手解决。某大厅 ...… 查看全部问答∨
公告：本月工控电子讨论技术内容---PLC相关技术各位坛友：本月我们工控坛讨论核心技术为----PLC相关技术，请各位坛友踊跃发言，共同提高！… 查看全部问答∨	ndis驱动的迷惑高手们，WIFI的驱动在调用NdisReadConfiguration这个函时失败，请问NdisReadConfiguration这个函数是从哪里读取数据呀？怎么会失败呀？… 查看全部问答∨

小广播

求助高手马上要交论文了，哪个高手可以帮忙解释下这个用TL494做的开关电源啊，不胜感激啊，先谢过了哦[[ip]… 查看全部问答∨	c51红外通讯 :lol… 查看全部问答∨
红外传感器检测黑线程序求助：红外传感器检测黑线程序… 查看全部问答∨	工控企业走向网络电子商务，这一名词，在现今社会已达到了广泛的普及率。电子商务行业的流行与火爆，亦无可厚非。中国作为世界上，人口最多，商业市场最大的国家，所能带动的电子商务商机亦可预见。近几年，电子商务在中国已得到了广泛的推广，众多的个人消费者、 ...… 查看全部问答∨
几份彩屏的资料几份彩屏的资料，最近再做彩屏，在网上找不到，给电话到商家才要到，分享下。或许有朋友需要。 … 查看全部问答∨	元器件封装查询元器件封装查询.有图安装尺寸．．．．… 查看全部问答∨
困扰ARM嵌入式初学者的若干问题希望能给各位初学者有所帮助！… 查看全部问答∨	关于如何设计组合逻辑电路小弟最近新上手学习数字电路。上课老师也不怎么样就知道放幻灯片忽悠我们。。没有办法查阅图书馆相关题型未找到，还望哪位高手详细指点一下。有如下设计题型不知怎样着手解决。某大厅 ...… 查看全部问答∨
公告：本月工控电子讨论技术内容---PLC相关技术各位坛友：本月我们工控坛讨论核心技术为----PLC相关技术，请各位坛友踊跃发言，共同提高！… 查看全部问答∨	ndis驱动的迷惑高手们，WIFI的驱动在调用NdisReadConfiguration这个函时失败，请问NdisReadConfiguration这个函数是从哪里读取数据呀？怎么会失败呀？… 查看全部问答∨

对于fpga 算法加速入门，请给一个学习大纲以下是适用于FPGA算法加速入门的学习大纲：理解FPGA加速的基本概念：了解FPGA加速的定义和基本原理。理解FPGA相对于传统处理器的优势和应用场景。学习FPGA开发工具：下载并安装Xilinx Vivado Design Suite。学习Vivado的基本操作和界面布局。掌握硬 ...… 查看全部问答∨	对于单片机protus仿真入门，请给一个学习大纲以下是针对电子工程师的单片机 Proteus 仿真入门学习大纲：第一阶段：基础知识和准备工作了解 Proteus 软件：学习 Proteus 软件的基本概念、特点和功能，了解 Proteus 在电子电路设计和仿真领域的应用。熟悉 Proteus 界面：熟悉 Proteus 软件的界面 ...… 查看全部问答∨
请问能否详细地讲解fpga寻址原理呢？ FPGA（现场可编程门阵列）是一种可以编程的集成电路，它允许用户根据需要配置其逻辑功能。寻址是计算机科学中的一个基本概念，指的是在存储器中定位数据的过程。在FPGA中，寻址原理涉及到如何访问和控制FPGA内部的资源。以下是FPGA寻址原理的一些关 ...… 查看全部问答∨	国产单片机如何入门入门国产单片机可以按照以下步骤进行：选择适合的国产单片机品牌和型号：国产单片机有许多品牌和型号可供选择，如STC、华大、瑞芯微等。根据项目需求和个人喜好选择合适的单片机。学习单片机基础知识：了解单片机的基本原理、内部结构、工作模式、 ...… 查看全部问答∨
我想单片机cf入门教学，应该怎么做呢？为了教授单片机与CF（CompactFlash）接口的入门知识，你可以按照以下步骤进行：准备教学资料: 收集与单片机和CF接口相关的教学资料，包括技术文档、规范、数据手册等。确保教材内容全面、系统，并且易于理解。讲解单片机基础知识: 在教学开始阶段， ...… 查看全部问答∨	我想fpga电路图入门，应该怎么做呢？要入门 FPGA 电路图设计，你可以按照以下步骤进行：了解 FPGA 的基础知识：在开始学习 FPGA 电路图设计之前，了解 FPGA 的基本概念和工作原理是很重要的。学习 FPGA 的基本组成、可编程逻辑单元（PLU）、时钟管理等基本概念。选择学习资源：寻找 ...… 查看全部问答∨
对于线性代数和机器学习入门，请给一个学习大纲以下是一个适用于线性代数和机器学习入门的学习大纲：1. 线性代数基础向量和矩阵：学习向量和矩阵的基本概念，如加法、数乘、转置等。矩阵运算：了解矩阵的加法、乘法、逆矩阵等基本运算。线性方程组：掌握线性方程组的求解方法，如高斯消元法、矩 ...… 查看全部问答∨	单片机多快可以入门作为电子领域的资深人士，你在学习单片机方面可能会比较快。入门的速度取决于你的学习方法、经验以及学习时间的投入。通常情况下，作为资深人士，你可能会在几天到几周的时间内入门单片机。以下是一些因素影响你入门单片机的速度：现有知识和经验： ...… 查看全部问答∨
我想机器学习人工智能入门，应该怎么做呢？入门机器学习和人工智能需要经过以下步骤：学习基础知识：了解人工智能和机器学习的基本概念、历史和发展。学习人工智能的基本原理、技术和应用领域。掌握编程技能：学习一门编程语言，如Python，它在人工智能和机器学习领域应用广泛。掌握编程基础 ...… 查看全部问答∨	入门ai深度学习要什么显卡对于入门AI深度学习，选择合适的显卡是很重要的。以下是一些入门AI深度学习时常用的显卡要求和推荐：CUDA兼容性： NVIDIA的显卡通常都支持CUDA加速，这对于使用深度学习框架（如TensorFlow、PyTorch等）进行训练和推理至关重要。因此，选择支持CUDA ...… 查看全部问答∨

2019年10月05日 | 技术文章—如何轻松搞定高频电路布线