高速PCB设计指南

随着高速PCB设计的引入，电路建筑行业正在为设计师，工程师和PCB制造而改变。如果您需要有关PCB技术的复习知识，需要知道如何设计PCB，或者是电路初学者，我们的综合指南将为您提供帮助。

 

什么是高速PCB设计？

高速PCB设计是用于高速电路的工程电路板布局。这些高速电路是电路板的物理组件会影响信号完整性的设计。高速电路的这种特性包括布局，层堆叠和互连等等。

采用高速PCB设计时，您必须比平时花费更多的时间在走线的确切位置，宽度，与其他信号的接近程度以及走线所连接的组件类型上。

信号和信号完整性

无论您是要处理普通还是高速PCB设计，电路板都会通过走线发送信号以到达端点。那么，什么是高速信号？有两种类型：模拟和数字。

数字信号

数字信号比模拟信号简单，因为它们是一系列的低点和高点。您也可以将它们视为0和1，或者断断续续。

模拟信号

模拟信号的变化远大于数字信号，并且可能包含正负信号阵列。信号根据信号的强度和频率而波动。

 

高速PCB设计

在设计电路时，请牢记这些常见问题和解决方案，以提高电路板的性能。

问题

高速PCB设计非常敏感，因此在您进行项目时可能会遇到一些问题。这是要监视的三个最常见的问题。  

定时

如果信号定时不正确，则可能会收到损坏的数据。由于存在时序问题，您需要确保布局中的每个信号以及来自时钟的信号都相对于所有其他信号在正确的时间到达。

干扰

信号完整性意味着您的信号以正确的形式到达目的地。如果您的信号到达终点时看起来不像它们应有的样子，则很可能在此过程中遇到了干扰。

噪声

每个PCB都会释放噪声，但是如果噪声过多，则可能会损坏您的数据。当板上的其他信号之一发生意外振荡而影响周围的信号时，就会产生噪声。

 

解决方案

幸运的是，已经解决了所有这些问题，它们是高速设计至关重要的一部分。

阻抗

阻抗是解决影响PCB设计的几个最常见问题的基本解决方案。当发射器和接收器之间的阻抗正确时，它将直接影响信号的质量，完整性和灵敏度。

匹配

匹配有助于正确安排信号时间。如果匹配两条耦合走线的长度，将确保它们同时到达目的地并与时钟同步。

间距

在示踪剂之间留有足够的空间有助于保护它们免受噪声和其他类型信号的干扰。当避免将示踪剂放置得太近时，可以减少干扰的机会。

 

高速PCB布局

当我们谈论什么是PCB的高速设计时，我们必须记住大量的指导原则。提前计划布局将有助于维护项目的时间表并防止出错。

原理图

第一步是用原理图绘制电路图。绘制原理图时，请考虑信号流，并尝试从左到右捕获自然流，同时包括尽可能多的有用信息。

要求

具体说明您的PCB布局说明。确保包括对电路用途的描述，电路草图，电路板堆叠，组件的位置以及走线和电路的距离。

您可能还需要考虑每层信号的类型。例如，如果您使用的是射频，则需要考虑什么是RF PCB设计。这些是具有特殊要求的高频信号。在您的说明中，包括对董事会正常运作至关重要的所有内容。

位置

电路板上组件的位置是PCB布局中最关键的元素之一。您还必须考虑电路在板上的位置以及周围的其他电路。

电源旁路

为了降低高速电路中的噪声，必须旁路放大器电源端子上的电源。

如果要处理高速运算放大器，则有两种旁路技术。它们是在大多数情况下都可使用的轨对地，而在特殊情况下则很有用。

寄生电容

寄生电容是寄生电容器和电感器，它们潜入高速布局并在电路中引起问题。由于不需要花费很多时间就可以破坏它们，因此高速PCB电路很容易受到寄生影响。

地平面

接地层用作参考电压，提供屏蔽功能，允许散热，并最大程度降低了杂散电感。但是，您必须要小心，因为接地层也可能会导致更多的寄生电容。

在大多数情况下，您将希望将电路的整个层都用作接地层，并保持其不间断。

打包

在处理运算放大器时，它们采用许多不同的封装。您选择的一个将影响放大器的高频性能。通常，封装会影响寄生效应和信号路由。

布线和屏蔽

布线和屏蔽可减少信号之间的干扰。PCB设计中存在几种布线和屏蔽方法。接地层可以很好地进行屏蔽。您还可以正交走线，以减少电容耦合并最大程度地减小走线的接近度。

 

如何判断您的项目是否高速

虽然没有绝对定义高速PCB设计，但是有几种方法可以确定您的项目是否是高速的。

信号完整性的问题是一个准确的指示。如果您正在开发手机项目或主板，那绝对是一种高速设计。使用特定技术也可能是有用的线索。

如果您的项目是一个分布式系统，其中有一堆子电路可以在更广泛的系统中独立工作，那么您还需要处理高速PCB。