高頻電路

　　高頻電路基本上是由無(wú)源元件、有源器件和無(wú)源網(wǎng)絡(luò)組成的。高頻電路中使用的元器件與低頻電路中使用的元器件頻率特性是不同的。高頻電路中無(wú)源線性元件主要是電阻（器）、電容（器）和電感（器）。

　　本文主要介紹一下高頻電路設(shè)計(jì)的布線技巧以及高頻電路設(shè)計(jì)注意哪些問(wèn)題，具體的跟隨小編一起來(lái)了解下。

　　高頻電路設(shè)計(jì)布線技巧

　　【第一招】多層板布線

　　高頻電路往往集成度較高，布線密度大，采用多層板既是布線所必須，也是降低干擾的有效手段。在PCB Layout階段，合理的選擇一定層數(shù)的印制板尺寸，能充分利用中間層來(lái)設(shè)置屏蔽，更好地實(shí)現(xiàn)就近接地，并有效地降低寄生電感和縮短信號(hào)的傳輸長(zhǎng)度，同時(shí)還能大幅度地降低信號(hào)的交叉干擾等，所有這些方法都對(duì)高頻電路的可靠性有利。有資料顯示，同種材料時(shí)，四層板要比雙面板的噪聲低20dB。但是，同時(shí)也存在一個(gè)問(wèn)題，PCB半層數(shù)越高，制造工藝越復(fù)雜，單位成本也就越高，這就要求我們?cè)谶M(jìn)行PCB Layout時(shí)，除了選擇合適的層數(shù)的PCB板，還需要進(jìn)行合理的元器件布局規(guī)劃，并采用正確的布線規(guī)則來(lái)完成設(shè)計(jì)。

　　【第二招】高速電子器件管腳間的引線彎折越少越好

　　高頻電路布線的引線最好采用全直線，需要轉(zhuǎn)折，可用45度折線或者圓弧轉(zhuǎn)折，這種要求在低頻電路中僅

　　僅用于提高銅箔的固著強(qiáng)度，而在高頻電路中，滿足這一要求卻可以減少高頻信號(hào)對(duì)外的發(fā)射和相互間的耦合。

　　【第三招】高頻電路器件管腳間的引線越短越好

　　信號(hào)的輻射強(qiáng)度是和信號(hào)線的走線長(zhǎng)度成正比的，高頻的信號(hào)引線越長(zhǎng)，它就越容易耦合到靠近它的元器件上去，所以對(duì)于諸如信號(hào)的時(shí)鐘、晶振、DDR的數(shù)據(jù)、LVDS線、USB線、HDMI線等高頻信號(hào)線都是要求盡可能的走線越短越好。

　　【第四招】高頻電路器件管腳間的引線層間交替越少越好所謂“引線的層間交替越少越好”是指元件連接過(guò)程中所用的過(guò)孔（Via）越少越好。據(jù)側(cè)，一個(gè)過(guò)孔可帶來(lái)約0.5pF的分布電容，減少過(guò)孔數(shù)能顯著提高速度和減少數(shù)據(jù)出錯(cuò)的可能性。

　　【第五招】注意信號(hào)線近距離平行走線引入的“串?dāng)_”

　　高頻電路布線要注意信號(hào)線近距離平行走線所引入的“串?dāng)_”，串?dāng)_是指沒(méi)有直接連接的信號(hào)線之間的耦合現(xiàn)象。由于高頻信號(hào)沿著傳輸線是以電磁波的形式傳輸?shù)模盘?hào)線會(huì)起到天線的作用，電磁場(chǎng)的能量會(huì)在傳輸線的周圍發(fā)射，信號(hào)之間由于電磁場(chǎng)的相互耦合而產(chǎn)生的不期望的噪聲信號(hào)稱為串?dāng)_（Crosstalk）。PCB板層的參數(shù)、信號(hào)線的間距、驅(qū)動(dòng)端和接收端的電氣特性以及信號(hào)線端接方式對(duì)串?dāng)_都有一定的影響。所以為了減少高頻信號(hào)的串?dāng)_，在布線的時(shí)候要求盡可能的做到以下幾點(diǎn)：

　　在布線空間允許的條件下，在串?dāng)_較嚴(yán)重的兩條線之間插入一條地線或地平面，可以起到隔離的作用而減少串?dāng)_。當(dāng)信號(hào)線周圍的空間本身就存在時(shí)變的電磁場(chǎng)時(shí)，若無(wú)法避免平行分布，可在平行信號(hào)線的反面布置大面積“地”來(lái)大幅減少干擾。

　　在布線空間許可的前提下，加大相鄰信號(hào)線間的間距，減小信號(hào)線的平行長(zhǎng)度，時(shí)鐘線盡量與關(guān)鍵信號(hào)線垂直而不要平行。如果同一層內(nèi)的平行走線幾乎無(wú)法避免，在相鄰兩個(gè)層，走線的方向務(wù)必卻為相互垂直。

　　在數(shù)字電路中，通常的時(shí)鐘信號(hào)都是邊沿變化快的信號(hào)，對(duì)外串?dāng)_大。所以在設(shè)計(jì)中，時(shí)鐘線宜用地線包圍起來(lái)并多打地線孔來(lái)減少分布電容，從而減少串?dāng)_。對(duì)高頻信號(hào)時(shí)鐘盡量使用低電壓差分時(shí)鐘信號(hào)并包地方式，需要注意包地打孔的完整性。

　　閑置不用的輸入端不要懸空，而是將其接地或接電源（電源在高頻信號(hào)回路中也是地），因?yàn)閼铱盏木€有可能等效于發(fā)射天線，接地就能抑制發(fā)射。實(shí)踐證明，用這種辦法消除串?dāng)_有時(shí)能立即見效。

　　【第六招】集成電路塊的電源引腳增加高頻退藕電容

　　每個(gè)集成電路塊的電源引腳就近增一個(gè)高頻退藕電容。增加電源引腳的高頻退藕電容，可以有效地抑制電源引腳上的高頻諧波形成干擾。

　　【第七招】高頻數(shù)字信號(hào)的地線和模擬信號(hào)地線做隔離

　　模擬地線、數(shù)字地線等接往公共地線時(shí)要用高頻扼流磁珠連接或者直接隔離并選擇合適的地方單點(diǎn)互聯(lián)。高頻數(shù)字信號(hào)的地線的地電位一般是不一致的，兩者直接常常存在一定的電壓差，而且，高頻數(shù)字信號(hào)的地線還常常帶有非常豐富的高頻信號(hào)的諧波分量，當(dāng)直接連接數(shù)字信號(hào)地線和模擬信號(hào)地線時(shí)，高頻信號(hào)的諧波就會(huì)通過(guò)地線耦合的方式對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行干擾。所以通常情況下，對(duì)高頻數(shù)字信號(hào)的地線和模擬信號(hào)的地線是要做隔離的，可以采用在合適位置單點(diǎn)互聯(lián)的方式，或者采用高頻扼流磁珠互聯(lián)的方式。

　　【第八招】避免走線形成的環(huán)路

　　各類高頻信號(hào)走線盡量不要形成環(huán)路，若無(wú)法避免則應(yīng)使環(huán)路面積盡量小。

　　【第九招】必須保證良好的信號(hào)阻抗匹配

　　信號(hào)在傳輸?shù)倪^(guò)程中，當(dāng)阻抗不匹配的時(shí)候，信號(hào)就會(huì)在傳輸通道中發(fā)生信號(hào)的反射，反射會(huì)使合成信號(hào)形成過(guò)沖，導(dǎo)致信號(hào)在邏輯門限附近波動(dòng)。

　　消除反射的根本辦法是使傳輸信號(hào)的阻抗良好匹配，由于負(fù)載阻抗與傳輸線的特性阻抗相差越大反射也越大，所以應(yīng)盡可能使信號(hào)傳輸線的特性阻抗與負(fù)載阻抗相等。同時(shí)還要注意PCB上的傳輸線不能出現(xiàn)突變或拐角，盡量保持傳輸線各點(diǎn)阻抗連續(xù)，否則在傳輸線各段之間也將會(huì)出現(xiàn)反射。這就要求在進(jìn)行高速PCB布線時(shí)，必須要遵守以下布線規(guī)則：

　　USB布線規(guī)則。要求USB信號(hào)差分走線，線寬10mil，線距6mil，地線和信號(hào)線距6mil。

　　HDMI布線規(guī)則。要求HDMI信號(hào)差分走線，線寬10mil，線距6mil，每?jī)山MHDMI差分信號(hào)對(duì)的間距超過(guò)20mil。

　　LVDS布線規(guī)則。要求LVDS信號(hào)差分走線，線寬7mil，線距6mil，目的是控制HDMI的差分信號(hào)對(duì)阻抗為100+-15%歐姆

　　DDR布線規(guī)則。DDR1走線要求信號(hào)盡量不走過(guò)孔，信號(hào)線等寬，線與線等距，走線必須滿足2W原則，以減少信號(hào)間的串?dāng)_，對(duì)DDR2及以上的高速器件，還要求高頻數(shù)據(jù)走線等長(zhǎng)，以保證信號(hào)的阻抗匹配。

　　【第十招】保持信號(hào)傳輸?shù)耐暾?/strong>