PCB高速信號電路設計的三大布線技巧詳解

 PCB板的設計是電子工程師的必修課，而想要設計出一塊完美的PCB板也并不是看上去的那么容易。一塊完美的PCB板不僅需要做到元件選擇和設置合理，還需要具備良好的信號傳導性能。本文將會就PCB高速信號電路設計中的布線技巧知識，展開詳細介紹和分享，希望能夠對大家的工作有所幫助。 

    合理使用多層板進行PCB布線 

    在PCB板的實際設計過程中，大部分工程師都會選擇使用多層板來完成高速信號布線工作，這種多層板既是必不可少的組成部分，也是幫助工程師降低電路干擾的有效手段。在利用多層板來完成PCB的高速信號電路設計時，工程師需要合理的選擇層數來降低印制板尺寸，充分利用中間層來設置屏蔽，實現就近接地，能有效降低寄生電感，縮短信號傳輸長度，降低信號間的交叉干擾等等，所有這些方法對高速電路的可靠性工作都是非常有利的。 

    除了上面所提到的幾種利用多層板提升PCB信號傳輸可靠性的方法外，還有一部分權威資料顯示，同種材料時四層板要比雙面板的噪聲低20dB。引線彎折越少越好，好采用全直線，需要轉折，可用45度折線或圓弧轉折，可以減小高速信號對外的發射和相互間的耦合，減少信號的輻射和反射。 

    高速電路器件管腳間的引線越短越好 

    在進行PCB高速信號電路的設計和布線過程中，工程師需要盡可能的縮短高速電路器件管腳之間的引線，以為引線越長，帶來的分布電感和分布電容值越大，這將會導致高速電路系統發生反射、振蕩等。 

    除了要盡可能的縮短高速電路元件管腳之間的引線之外，在PCB布線的過程中，各個高速電路器件管腳間的引線層間交替越少越好，就是元件連接過程中所用的過孔越少越好。通常來說，一個過孔可帶來約0.5pF的分布電容，這將導致電路的延時明顯增加。同時，高速電路布線要注意信號線近距離平行走線所引入的 “交叉干擾”，若無法避免平行分布，可以在平行信號線的反面布置大面積的“地”來減少干擾。在相鄰的兩個層，走線的方向務必取為相互垂直。 

    對特別重要的信號線或局部單元實施地線包圍 

    在進行PCB板的布線設計過程中，工程師可以對一些非常重要的信號線采用地線包圍的方法，可在如時鐘信號、高速模擬信號等這些不易受到干擾的信號走線的同 時在外圍加上保護的地線，將要保護的信號線夾在中間。因為在設計的過程中，各類信號走線是不能形成環路的，同樣地線也不能形成電流環路。而如果產生環路布 線電路則將在系統中產生很大的干擾。采用地線包圍信號線的布線方法，能有效的避免布線時形成環路。應該在每個集成電路塊的附近設置一個或幾個高頻去耦電 容。模擬地線、數字地線等接往公共地線時要用高頻扼流環節。某些高速信號線應特殊處理：差分信號要求在同一層上且盡可能的靠近平行走線，差分信號線之間不 允許插入任何信號，并要求等長。 

    除了上面提到的幾種設計方法外，在進行PCB信號線布線設計時，工程師還應該盡量避免高速信號布線分枝或形成樹樁。高頻信號線走在表層容易產生較大的電磁輻射，將高頻信號線布線在電源和地線之間，通過電源和底層對電磁波的吸收，所產生的輻射將減少很多。