PCB高速信号电路设计技巧分享之布线技术

PCB板的设计是电子工程师的必修课，而想要设计出一块完美的PCB板也并不是看上去的那么容易。一块完美的PCB板不仅需要做到元件选择和设置合理，还需要具备良好的信号传导性能。本文将会就PCB高速信号电路设计中的布线技巧知识，展开详细介绍和分享，希望能够对大家的工作有所帮助。 



合理使用多层板进行PCB布线 



在PCB板的实际设计过程中，大部分工程师都会选择使用多层板来完成高速信号布线工作，这种多层板既是必不可少的组成部分，也是帮助工程师降低电路干扰的有效手段。在利用多层板来完成PCB的高速信号电路设计时，工程师需要合理的选择层数来降低印制板尺寸，充分利用中间层来设置屏蔽，实现就近接地，能有效降低寄生电感，缩短信号传输长度，降低信号间的交叉干扰等等，所有这些方法对高速电路的可靠性工作都是非常有利的。 



除了上面所提到的几种利用多层板提升PCB信号传输可靠性的方法外，还有一部分权威资料显示，同种材料时四层板要比双面板的噪声低20dB。引线弯折越少越好，最好采用全直线，需要转折，可用45度折线或圆弧转折，可以减小高速信号对外的发射和相互间的耦合，减少信号的辐射和反射。 



高速电路器件管脚间的引线越短越好 



在进行PCB高速信号电路的设计和布线过程中，工程师需要尽可能的缩短高速电路器件管脚之间的引线，以为引线越长，带来的分布电感和分布电容值越大，这将会导致高速电路系统发生反射、振荡等。 



 除了要尽可能的缩短高速电路元件管脚之间的引线之外，在PCB布线的过程中，各个高速电路器件管脚间的引线层间交替越少越好，就是元件连接过程中所用的过孔越少越好。通常来说，一个过孔可带来约0.5pF的分布电容，这将导致电路的延时明显增加。同时，高速电路布线要注意信号线近距离平行走线所引入的“交叉干扰”，若无法避免平行分布，可以在平行信号线的反面布置大面积的“地”来减少干扰。在相邻的两个层，走线的方向务必取为相互垂直。 



对特别重要的信号线或局部单元实施地线包围 



在进行PCB板的布线设计过程中，工程师可以对一些非常重要的信号线采用地线包围的方法，可在如时钟信号、高速模拟信号等这些不易受到干扰的信号走线的同 时在外围加上保护的地线，将要保护的信号线夹在中间。因为在设计的过程中，各类信号走线是不能形成环路的，同样地线也不能形成电流环路。而如果产生环路布 线电路则将在系统中产生很大的干扰。采用地线包围信号线的布线方法，能有效的避免布线时形成环路。应该在每个集成电路块的附近设置一个或几个高频去耦电 容。模拟地线、数字地线等接往公共地线时要用高频扼流环节。某些高速信号线应特殊处理：差分信号要求在同一层上且尽可能的靠近平行走线，差分信号线之间不 允许插入任何信号，并要求等长。 



除了上面提到的几种设计方法外，在进行PCB信号线布线设计时，工程师还应该尽量避免高速信号布线分枝或形成树桩。高频信号线走在表层容易产生较大的电磁辐射，将高频信号线布线在电源和地线之间，通过电源和底层对电磁波的吸收，所产生的辐射将减少很多。