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【硬见小百科】高速信号走线的九大规则

云创硬见 2019-11-05 09:19

规则一:高速信号走线屏蔽规则


如上图所示:
在高速的PCB设计中,时钟等关键的高速信号线,走需要进行屏蔽处理,如果没有屏蔽或只屏蔽了部分,都是会造成EMI的泄漏。
建议屏蔽线,每1000mil,打孔接地。

规则二:高速信号的走线闭环规则
由于PCB板的密度越来越高,很多PCB LAYOUT工程师在走线的过程中,很容易出现这种失误,如下图所示:
 
时钟信号等高速信号网络,在多层的PCB走线的时候产生了闭环的结果,这样的闭环结果将产生环形天线,增加EMI的辐射强度。

规则三:高速信号的走线开环规则
规则二提到高速信号的闭环会造成EMI辐射,同样的开环同样会造成EMI辐射,如下图所示:
 
时钟信号等高速信号网络,在多层的PCB走线的时候产生了开环的结果,这样的开环结果将产生线形天线,增加EMI的辐射强度。在设计中我们也要避免。

规则四:高速信号的特性阻抗连续规则
高速信号,在层与层之间切换的时候必须保证特性阻抗的连续,否则会增加EMI的辐射,如下图:
 
也就是:同层的布线的宽度必须连续,不同层的走线阻抗必须连续。

规则五:高速PCB设计的布线方向规则
相邻两层间的走线必须遵循垂直走线的原则,否则会造成线间的串扰,增加EMI辐射,如下图:
 
相邻的布线层遵循横平竖垂的布线方向,垂直的布线可以抑制线间的串扰。

规则六:高速PCB设计中的拓扑结构规则
在高速PCB设计中有两个最为重要的内容,就是线路板特性阻抗的控制和多负载情况下的拓扑结构的设计。在高速的情况下,可以说拓扑结构的是否合理直接决定,产品的成功还是失败。
 
如上图所示,就是我们经常用到的菊花链式拓扑结构。这种拓扑结构一般用于几Mhz的情况下为益。高速的拓扑结构我们建议使用后端的星形对称结构。

规则七:走线长度的谐振规则
 
检查信号线的长度和信号的频率是否构成谐振,即当布线长度为信号波长1/4的时候的整数倍时,此布线将产生谐振,而谐振就会辐射电磁波,产生干扰。

规则八:回流路径规则
 
所有的高速信号必须有良好的回流路径。近可能的保证时钟等高速信号的回流路径最小。否则会极大的增加辐射,并且辐射的大小和信号路径和回流路径所包围的面积成正比。

规则九:器件的退耦电容摆放规则
 
退耦电容的摆放的位置非常的重要。不合理的摆放位置,是根本起不到退耦的效果。退耦电容的摆放的原则是:靠近电源的管脚,并且电容的电源走线和地线所包围的面积最小。

【关于云创硬见】

云创硬见是国内最具特色的电子工程师社区,融合了行业资讯、社群互动、培训学习、活动交流、设计与制造分包等服务,以开放式硬件创新技术交流和培训服务为核心,连接了超过30万工程师和产业链上下游企业,聚焦电子行业的科技创新,聚合最值得关注的产业链资源, 致力于为百万工程师和创新创业型企业打造一站式公共设计与制造服务平台。

【造物工场】

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服务领域:电子行业

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