高频线路板设计方法

随着线路板技术的发展，现在的线路板线宽线距越来越小，还采用多层板来布局，有些的加入阻抗要求的高频电路板被广泛应用。高频电路板一般会利用中间层来设置屏蔽，也会实现更近接地原则。降低寄生电感以及缩短信号传输发度，大很大程度地降低信号交叉干扰等。随着层数的增加，成本也越高，这样就会要求我们设计PCB的时候，尽可能的用最合理的布局来完成布线。

高频线路板设计有以下几点需要注意：

1、必须要保证阻抗信号线的匹配。

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：

（1）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；

（2）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；

（3）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；

（4）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。

2、尽量不走形成环路的线。

3、调频线路元器件管脚间的引线层间交替越少越好。

“引线的层间交替越少越好”指的是元件连接过程中所用的过孔（Via）越少越好。一个过孔可带来约0.5pF的分布电容，减少过孔数能显着提高速度和减少数据出错的可能性。

4、电子元器件管脚间的引线弯折越少越好。

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。

5、高频电路元吕件管脚之间的引线越短越好。

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。

6、高频数字信号的地线和模拟信号地线做隔离。

7、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：

（1）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；

（2）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；

（3）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；

（4）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；

（5）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；

（6）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；

（7）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。