【導讀】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。本文將詳解PCB高速信號電路設計中的布線(xiàn)規則。
規則一：高速信號走線(xiàn)屏蔽規則
在高速的PCB設計中，時(shí)鐘等關(guān)鍵的高速信號線(xiàn)，走線(xiàn)需要進(jìn)行屏蔽處理，如果沒(méi)有屏蔽或只屏蔽了部分，都會(huì )造成EMI的泄漏。建議屏蔽線(xiàn)，每1000mil，打孔接地。
圖1.高速信號線(xiàn)
規則二：高速信號的走線(xiàn)閉環(huán)規則
由于PCB板的密度越來(lái)越高，很多PCB LAYOUT工程師在走線(xiàn)的過(guò)程中，很容易出現一種失誤，即時(shí)鐘信號等高速信號網(wǎng)絡(luò )，在多層的PCB走線(xiàn)的時(shí)候產(chǎn)生了閉環(huán)的結果，這樣的閉環(huán)結果將產(chǎn)生環(huán)形天線(xiàn)，增加EMI的輻射強度。
圖2.閉環(huán)規則
規則三：高速信號的走線(xiàn)開(kāi)環(huán)規則
規則二提到高速信號的閉環(huán)會(huì )造成EMI輻射，然而開(kāi)環(huán)同樣會(huì )造成EMI輻射。
時(shí)鐘信號等高速信號網(wǎng)絡(luò )，在多層的PCB走線(xiàn)的時(shí)候一旦產(chǎn)生了開(kāi)環(huán)的結果，將產(chǎn)生線(xiàn)形天線(xiàn)，增加EMI的輻射強度。
圖3.開(kāi)環(huán)規則
規則四：高速信號的特性阻抗連續規則
高速信號，在層與層之間切換的時(shí)候必須保證特性阻抗的連續，否則會(huì )增加EMI的輻射。也就是說(shuō)，同層的布線(xiàn)的寬度必須連續，不同層的走線(xiàn)阻抗必須連續。
圖4.特性阻抗連續規則
規則五：高速PCB設計的布線(xiàn)方向規則
相鄰兩層間的走線(xiàn)必須遵循垂直走線(xiàn)的原則，否則會(huì )造成線(xiàn)間的串擾，增加EMI輻射。
簡(jiǎn)而言之，相鄰的布線(xiàn)層遵循橫平豎垂的布線(xiàn)方向，垂直的布線(xiàn)可以抑制線(xiàn)間的串擾。
圖5.布線(xiàn)方向
規則六：高速PCB設計中的拓撲結構規則
在高速PCB設計中，線(xiàn)路板特性阻抗的控制和多負載情況下的拓撲結構的設計，直接決定著(zhù)產(chǎn)品的成功還是失敗。
圖示為菊花鏈式拓撲結構，一般用于幾Mhz的情況下為益。高速PCB設計中建議使用后端的星形對稱(chēng)結構。
圖6.拓撲結構
規則七：走線(xiàn)長(cháng)度的諧振規則
檢查信號線(xiàn)的長(cháng)度和信號的頻率是否構成諧振，即當布線(xiàn)長(cháng)度為信號波長(cháng)1/4的時(shí)候的整數倍時(shí)，此布線(xiàn)將產(chǎn)生諧振，而諧振就會(huì )輻射電磁波，產(chǎn)生干擾。
圖7.諧振規則
規則八：回流路徑規則
所有的高速信號必須有良好的回流路徑。盡可能地保證時(shí)鐘等高速信號的回流路徑最小。否則會(huì )極大的增加輻射，并且輻射的大小和信號路徑和回流路徑所包圍的面積成正比。
圖8.回流路徑
規則九：器件的退耦電容擺放規則
退耦電容的擺放的位置非常的重要。擺放不合理根本起不到退耦的效果。其原則是：靠近電源的管腳，并且電容的電源走線(xiàn)和地線(xiàn)所包圍的面積最小。
圖9.退耦電容
