PCB Layout 中的高频电路布线技巧
高频PCB设计技巧
高频PCB设计技巧数字器件正朝着高速、低耗、小体积、高抗干扰性的方向发展，这一发展趋势对印刷电路板的设计提出了很多新要求。
作者根据多年在硬件设计工作中的经验，总结一些高频布线的技巧，供大家参考。
(1)高频电路往往集成度较高，布线密度大，采用多层板既是布线所必须的，也是降低干扰的有效手段。
(2)高速电路器件管脚间的引线弯折越少越好。
高频电路布线的引线最好采用全直线，需要转折，可用45°折线或圆弧转折，满足这一要求可以减少高频信号对外的发射和相互间的耦合。
(3)高频电路器件管脚间的引线越短越好。
(4)高频电路器件管脚间的引线层间交替越少越好。
所谓“引线的层间交替越少越好”是指元件连接过程中所用的过孔(Via)越少越好，据测，一个过孔可带来约0.5pF的分布电容，减少过孔数能显著提高速度。
(5)高频电路布线要注意信号线近距离平行走线所引入的“交叉干扰”，若无法避免平行分布，可在平行信号线的反面布置大面积“地”来大幅度减少干扰。
同一层内的平行走线几乎无法避免，但是在相邻的两个层，走线的方向务必取为相互垂直。
(6)对特别重要的信号线或局部单元实施地线包围的措施，即绘制所选对象的外轮廓线。
利用此功能，可以自动地对所选定的重要信号线进行所谓的“包地”处理，当然，把此功能用于时钟等单元局部进行包地处理对高速系统也将非常有益。
(7)各类信号走线不能形成环路，地线也不能形成电流环路。
(8)每个集成电路块的附近应设置一个高频去耦电容。
(9)模拟地线、数字地线等接往公共地线时要用高频扼流环节。
在实际装配高频扼流环节时用的往往是中心孔穿有导线的高频铁氧体磁珠，在电路原理图上对它一般不予表达，由此形成的网络表(netlist)就不包含这类元件，布线时就会因此而忽略它的存在。
针对此现实，可在原理图中把它当做电感，在元件库中单独为它定义一个元件封装，布线前把它手工移动到靠近公共地线汇合点的合适位置上。
(10)模拟电路与数字电路应分开布置，独立布线后应单点连接电源和地，避免相互干扰。
PCBLayout中的走线策略
PCBLayout的常见问题和解决方法
走线策略基础
02
在PCB设计中，走线是指将电路板上的元件引脚或端子连接起来的导线。走线的主要作用是传输信号、电源和接地等，是电路板设计中的重要环节。
走线的定义
走线应尽量短、直，避免走回头路和交叉路，减少信号的传输延迟和信号之间的干扰。同时，走线应考虑到电路板的生产和加工工艺，以及后续维护和检修的方便性。
板材特性
根据PCB板材的介电常数、耐热性、耐腐蚀性等特性，选择合适的走线材料和厚度，以满足电路性能和加工工艺的要求。
加工工艺
考虑PCB板的加工工艺，如钻孔、镀铜、多层板制作等，优化走线策略以避免对加工工艺造成不良影响。
根据PCB板材和加工工艺优化走线策略
元件布局
01
分析电路板上的元件分布、排列和连接方式，优化走线策略以减少信号交叉和干扰，提高电路性能。
PCBLayout中的走线策略
目录
contents
PCBLayout概述走线策略基础走线策略的细化和优化高速电路的走线策略PCBLayout中的电磁兼容性走线策略的实例和应用
PCBLayout概述
01
PCBLayout是将电子线路图转化为实际电路板的过程，包括元件的布局和走线的规划。
PCBLayout是电子设计过程中的关键环节，直接影响到电路板的功能、性能、可维护性和可靠性。
走线的基本原则
走线的定义和基本原则
按照传输信号类型分类
走线可以分为信号线、电源线和地线等。信号线又可以分为高频信号线和低频信号线，高频信号线的走线要求更加严格，需要考虑信号的特性阻抗、传播速度等因素。
按照走线的形状分类
走线可以分为直线、蛇形线、圆形等。直线走线最简单、最短，但可能受到电路板上其他元件的干扰；蛇形线和圆形走线可以增加信号传输的可靠性，但会增加走线的长度和复杂度。
PCB板布局原则布线技巧
PCB板布局原则布线技巧1.PCB板布局原则：-分区布局：将电路板分成不同的区域，将功能相似的电路组件放在同一区域内，有利于信号的传输和维护。
比如，将稳压电路、放大电路、数字电路等放在不同的区域内。
-尽量减少线路长度：线路长度越长，电阻和电感越大，会引入更多的信号损耗和噪声，影响电路的性能。
因此，尽量把线路缩短，减少线路长度。
-避免线路交叉：线路交叉会引入互相干扰的可能性，产生串扰和相互耦合。
因此，尽量避免线路的交叉，使布局更加清晰。
-电源和地线布局：电源和地线是电路中非常重要的信号传输线路，应该尽量压缩在一起，减小回路面积，从而降低电磁干扰的发生。
-高频和低频电路分离：将高频电路和低频电路分开布局，避免高频电路对低频电路的干扰。
2.PCB板布线技巧：-网格布线：将布线分成网格形式，每个网格中只允许一条线路通过，可以提高布线的整齐度和美观度。
-使用规则层：在PCB设计软件中，可以使用规则层进行布线规划，指定线路的宽度、间距等参数，保证布线的一致性和可靠性。
-使用层次布线：将线路分成不同的层次进行布线，可以减少线路的交叉，降低噪声的产生。
-注意差分信号的布线：对于差分信号线路，保持两条线路的长度和布线路径尽量相同，可以减小差分信号之间的差别，提高信号完整性。
-避免直角和锐角：直角和锐角容易引起信号反射和串扰，应尽量避免使用直角和锐角的线路走向，采用圆滑的线路路径。
总结：PCB板布局和布线是PCB设计中不可忽视的环节，合理的布局和布线可以提高电路的性能和可靠性。
通过遵循一些原则，如分区布局、减少线路长度、避免线路交叉等，并结合一些布线技巧，如网格布线、使用规则层、使用层次布线等，可以实现高质量的布局和布线。
高频信号的PCB走线
高频信号PCB布局经验(2011-08-31 14:21:00)转载▼标签：元器件焊盘电路高频信号线it1 布局的设计先采用手工布局的方法优化调整部分元器件的位置,再结合自动布局完成PCB的整体设计。
布局的合理与否直接影响到产品的寿命、稳定性、EMC (电磁兼容)等,必须从电路板的整体布局、布线的可通性和PCB的可制造性、机械结构、散热、EMI(电磁干扰) 、可靠性、信号的完整性等方面综合考虑。
一般先放置与机械尺寸有关的固定位置的元器件,再放置特殊的和较大的元器件,最后放置小元器件。
同时,要兼顾布线方面的要求,高频元器件的放置要尽量紧凑,信号线的布线才能尽可能短,从而降低信号线的交叉干扰等。
1.1 与机械尺寸有关的定位插件的放置电源插座、开关、PCB之间的接口、指示灯等都是与机械尺寸有关的定位插件。
通常,电源与PCB之间的接口放到PCB的边缘处,并与PCB 边缘要有3 mm～5 mm的间距;指示发光二极管应根据需要准确地放置;开关和一些微调元器件,如可调电感、可调电阻等应放置在靠近PCB 边缘的位置,以便于调整和连接;需要经常更换的元器件必须放置在器件比较少的位置,以易于更换。
1.2 特殊元器件的放置大功率管、变压器、整流管等发热器件,在高频状态下工作时产生的热量较多,所以在布局时应充分考虑通风和散热,将这类元器件放置在PCB上空气容易流通的地方。
大功率整流管和调整管等应装有散热器,并要远离变压器。
电解电容器之类怕热的元件也应远离发热器件,否则电解液会被烤干,造成其电阻增大,性能变差,影响电路的稳定性。
易发生故障的元器件,如调整管、电解电容器、继电器等,在放置时还要考虑到维修方便。
对经常需要测量的测试点,在布置元器件时应注意保证测试棒能够方便地接触。
由于电源设备内部会产生50 Hz泄漏磁场,当它与低频放大器的某些部分交连时,会对低频放大器产生干扰。
因此,必须将它们隔离开或者进行屏蔽处理。
放大器各级最好能按原理图排成直线形式,如此排法的优点是各级的接地电流就在本级闭合流动,不影响其他电路的工作。
PCBLayout中的走线策略
布线的经济性考虑
01
02
03
成本效益
在PCBLayout中，走线策 略应考虑成本效益，选择 合适的材料和工艺，以降 低制造成本。
优化资源利用
合理规划走线路径，减少 不必要的布线长度，提高 布线效率，降低材料和加 工成本。
减少冗余布线
避免不必要的布线和交叉 ，减少冗余的连接和跳线 ，以降低生产成本和减少 潜在的故障风险。
03
常见的走线策略
直线走线
最直接、最简单的走线方式，适用于对信号完整性要求不高 的信号线。
直线走线是最基本的走线方式，它沿着最直接的路径从一点 到另一点，没有弯曲或转折。这种走线方式适用于对信号完 整性要求不高的信号线，如电源线或地线。由于其简单性， 它通常用于布局初期的快速布线。
直角走线
直角走线在每个拐角处都采用90度角，有助于保持线路的 整齐和规则。
兼容性设计
确保走线策略与未来可能使用的技术和元件兼容 。
灵活的布线策略
根据实际需求和未来发展，灵活调整布线策略， 以满足扩展性的要求。
THANKS
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PCBLayout中的走线策略
汇报人： 2024-01-08
目录
• 走线策略概述 • 走线的基本原则 • 常见的走线策略 • 高难度走线策略 • 布线工具与软件 • 布线策略的优化与实践
01
走线策略概述
走线的定义与重要性
走线
在PCB（印刷电路板）上，走线指的 是连接各个元件的线路，是实现电路 功能的重要部分。
虑屏蔽和隔离措施。
走线策略的演变历程
早期策略
以最小化走线长度和连接点 数量为主要目标，注重生产 成本。
信号完整性考虑
随着电子系统速度的提高， 开始关注信号的完整性和时 序问题，强调走线的阻抗控 制和匹配。
贴片电容电路板的高频PCB布线的设计与技巧
贴片电容电路板的高频PCB布线的设计与技巧多层板布线有力量的旅程信仰自由的飞翔PCB又被称为印刷电路板（Printed Circuit Board），它可以实现电子元器件间的线路连接和功能实现，也是电源电路设计中重要的组成部分。
今天就将以本文来介绍在PCB设计中的高频电路布线技巧。
多层板布线： 高频电路往往集成度较高，布线密度大，采用多层板既是布线所必须，也是降低干扰的有效手段。
在PCB Layout阶段，合理的选择一定层数的印制板尺寸，能充分利用中间层来设置屏蔽，更好地实现就近接地，并有效地降低寄生电感和缩短信号的传输长度，同时还能大幅度地降低信号的交叉干扰等，所有这些方法都对高频电路的可靠性有利。
同种材料时，四层板要比双面板的噪声低20dB。
但是，同时也存在一个问题，PCB半层数越高，制造工艺越复杂，单位成本也就越高，这就要求在进行PCB Layout时，除了选择合适的层数的PCB板，还需要进行合理的元器件布局规划，并采用正确的布线规则来完成设计。
1、高频电路器件管脚间的引线层间交替越少越好所谓“引线的层间交替越少越好”是指元件连接过程中所用的过孔（Via）越少越好。
一个过孔可带来约0.5pF的分布电容，减少过孔数能显着提高速度和减少数据出错的可能性。
2、高频电路器件管脚间的引线越短越好信号的辐射强度是和信号线的走线长度成正比的，高频的信号引线越长，它就越容易耦合到靠近它的元器件上去，所以对于诸如信号的时钟、晶振、DDR的数据、LVDS线、USB线、HDMI线等高频信号线都是要求尽可能的走线越短越好。
3、高速电子器件管脚间的引线弯折越少越好高频电路布线的引线最好采用全直线，需要转折，可用45度折线或者圆弧转折，这种要求在低频电路中仅仅用于提高铜箔的固着强度，而在高频电路中，满足这一要求却可以减少高频信号对外的发射和相互间的耦合。
4、注意信号线近距离平行走线引入的“串扰” 高频电路布线要注意信号线近距离平行走线所引入的“串扰”，串扰是指没有直接连接的信号线之间的耦合现象。
设计师多年经验之谈---高频pcb电路板布线
设计师多年经验之谈---高频pcb电路板布线高频pcb电路板在高频、高速、高密度已逐步成为现代电子产品的显著发展趋势之一。
特别是信号传输高频化和高速数字化，PCB走向微小孔与埋/盲孔化、导线精细化、介质层均匀薄型化，高频高速高密度多层PCB设计技术已成为一个重要的研究领域。
今天小编讲述的是从高频pcb电路板布线方面的技巧经验分享。
什么是高频电路板？高频电路板是电磁频率较高的特种电路板，一般来说，高频可定义为频率在1GHz以上。
其各项物理性能、精度、技术参数要求非常高，常用于汽车防碰撞系统、卫星系统、无线电系统等领域。
该实用新型提供的这种高频电路板，于芯板中空槽的上开口和下开口边缘处设有可阻挡流胶的挡边，这样，芯板与置于其上表面和下表面的覆铜板粘合时流胶不会进入中空槽内，即一次压合即可完成粘接操作，较现有技术需经二次压合才能完成的高频电路板，该实用新型中的高频电路板结构简单，成本低，易于制造。
高频pcb电路板如何布线？一、高频电路器件管脚间的引线层间交替越少越好所谓“引线的层间交替越少越好”是指元件连接过程中所用的过孔（Via）越少越好。
一个过孔可带来约0.5pF的分布电容，减少过孔数能显着提高速度和减少数据出错的可能性。
二、高速电子器件管脚间的引线弯折越少越好高频电路布线的引线最好采用全直线，需要转折，可用45度折线或者圆弧转折，这种要求在低频电路中仅仅用于提高铜箔的固着强度，而在高频电路中，满足这一要求却可以减少高频信号对外的发射和相互间的耦合。
三、高频电路器件管脚间的引线越短越好信号的辐射强度是和信号线的走线长度成正比的，高频的信号引线越长，它就越容易耦合到靠近它的元器件上去，所以对于诸如信号的时钟、晶振、DDR的数据、LVDS线、USB 线、HDMI线等高频信号线都是要求尽可能的走线越短越好。
四、注意信号线近距离平行走线引入的“串扰”高频电路布线要注意信号线近距离平行走线所引入的“串扰”，串扰是指没有直接连接的信号线之间的耦合现象。
PCB布局布线技巧
PCB布局布线技巧PCB（印制电路板）布局布线是电子产品设计中必不可少的一环。
良好的布局布线可以提高电路性能、稳定性和可靠性。
下面将介绍一些PCB布局布线的技巧。
一、布局技巧1.分区布局：将电路板按照功能划分不同区域，例如将信号处理电路、功率电路和通信电路分开布局，可以减少不同电路之间的干扰。
2.大电流回路：将高功率元件、大电流通路尽量短接，使大电流通过尽量少的导线，减少电阻、电感和电压降，提高电路的稳定性。
3.高频回路：对于高频电路，要注意避免长导线、小曲线和有较大电流的导线与其中的元器件接触。
4.电源布局：电源电路的布局要尽量靠近电源接口，减少供电线路的阻抗、压降和干扰。
5.接地布局：接地是保证电路正常运行的关键之一，要保证接地回路的路径尽量短，且与供电回路分开布局，减少互相干扰。
6.热量排散布局：对于需要散热的元器件，如功放、处理器等，要将其散热器布置在空气流通的地方，尽量避免与其他元件接触。
7.组件布局：相关元器件应尽量靠近，减少导线长度和磁场干扰。
对于敏感元器件，如传感器，应尽量远离干扰源。
8.可维护性布局：考虑到后期维护和维修的需求，应尽量保证布线路由直观、可辨识，便于排查故障。
二、布线技巧1.信号线与电源线分开布线：信号线和电源线要互相分开布线，以减少互相的干扰。
2.信号线长度一致：对于同一信号的不同分支，要尽量保持长度一致，避免引起信号的失真。
3.十字型布线：对于需要高速传输的信号，可以采用十字型布线，将数据线与地线交叉布线，可以有效减少串扰和噪声。
4.双层布线：对于复杂的电路板，可考虑使用双层布线，将功率和信号线分开布置在不同的层上，减少干扰。
5.差分布线：对于高速信号传输，如USB、HDMI等，可以采用差分布线，可以抑制共模噪声，提高信号的质量。
6.避免直角弯曲：直角弯曲会引起阻抗变化和信号衰减，应尽量避免使用直角弯曲。
7.路径交叉最小化：路径交叉会导致干扰和串扰，应尽量将路径交叉降到最少。
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PCB Layout 中的高频电路布线技巧
1、多层板布线
高频电路往往集成度较高，布线密度大，采用多层板既是布线所必须，也是降低干扰的有效手段。
在PCB Layout阶段，合理的选择一定层数的印制板尺寸，能充分利用中间层来设置屏蔽，更好地实现就近接地，并有效地降低寄生电感和缩短信号的传输长度，同时还能大幅度地降低信号的交叉干扰等，所有这些方法都对高频电路的可靠性有利。
有资料显示，同种材料时，四层板要比双面板的噪声低20dB。
但是，同时也存在一个问题，PCB半层数越高，制造工艺越复杂，单位成本也就越高，这就要求我们在进行PCB Layout时，除了选择合适的层数的PCB板，还需要进行合理的元器件布局规划，并采用正确的布线规则来完成设计。
2、高速电子器件管脚间的引线弯折越少越好
高频电路布线的引线最好采用全直线，需要转折，可用45度折线或者圆弧转折，这种要求在低频电路中仅仅用于提高铜箔的固着强度，而在高频电路中，满足这一要求却可以减少高频信号对外的发射和相互间的耦合。
3、高频电路器件管脚间的引线越短越好
信号的辐射强度是和信号线的走线长度成正比的，高频的信号引线越长，它就越容易耦合到靠近它的元器件上去，所以对于诸如信号的时钟、晶振、DDR的数据、LVDS线、USB线、HDMI线等高频信号线都是要求尽可能的走线越短越好。
4、高频电路器件管脚间的引线层间交替越少越好
所谓“引线的层间交替越少越好”是指元件连接过程中所用的过孔（Via）越少越好。
据侧，一个过孔可带来约0.5pF的分布电容，减少过孔数能显著提高速度和减少数据出错的可能性。
5、注意信号线近距离平行走线引入的“串扰”
高频电路布线要注意信号线近距离平行走线所引入的“串扰”，串扰是指没有直接连接的信号线之间的耦合现象。
由于高频信号沿着传输线是以电磁波的形式传输的，信号线会起到天线的作用，电磁场的能量会在传输线的周围发射，信号之间由于电磁场的相互耦合而产生的不期望的噪声信号称为串扰（Crosstalk）。
PCB板层的参数、信号线的间距、驱动端和接收端的电气特性以及信号线端接方式对串扰都有一定的影响。
所以为了减少高频信号的串扰，在布线的时候要求尽可能的做到以下几点：
(1)、在布线空间允许的条件下，在串扰较严重的两条线之间插入一条地线或地平面，可以起到隔离的作用而减少串扰。
(2)、当信号线周围的空间本身就存在时变的电磁场时，若无法避免平行分布，可在平行信号线的反面布置大面积“地”来大幅减少干扰。
(3)、在布线空间许可的前提下，加大相邻信号线间的间距，减小信号线的平行长度，时钟线尽量与关键信号线垂直而不要平行。
(4)、如果同一层内的平行走线几乎无法避免，在相邻两个层，走线的方向务必却为相互垂直。
(5)、在数字电路中，通常的时钟信号都是边沿变化快的信号，对外串扰大。
所以在设计中，时钟线宜用地线包围起来并多打地线孔来减少分布电容，从而减少串扰。
(6)、对高频信号时钟尽量使用低电压差分时钟信号并包地方式，需要注意包地打孔的完整性。
(7)、闲置不用的输入端不要悬空，而是将其接地或接电源(电源在高频信号回路中也是地)，因为悬空的线有可能等效于发射天线，接地就能抑制发射。
实践证明，用这种办法消除串扰有时能立即见效。
6、集成电路块的电源引脚增加高频退藕电容
每个集成电路块的电源引脚就近增一个高频退藕电容。
增加电源引脚的高频退藕电容，可以有效地抑制电源引脚上的高频谐波形成干扰。
7、高频数字信号的地线和模拟信号地线做隔离
模拟地线、数字地线等接往公共地线时要用高频扼流磁珠连接或者直接隔离并选择合适的地方单点互联。
高频数字信号的地线的地电位一般是不一致的，两者直接常常存在一定的电压差，而且，高频数字信号的地线还常常带有非常丰富的高频信号的谐波分量，当直接连接数字信号地线和模拟信号地线时，高频信号的谐波就会通过地线耦合的方式对模拟信号进行干扰。
所以通常情况下，对高频数字信号的地线和模拟信号的地线是要做隔离的，可以采用在合适位置单点互联的方式，或者采用高频扼流磁珠互联的方式。
8、避免走线形成的环路
各类高频信号走线尽量不要形成环路，若无法避免则应使环路面积尽量小。
9、必须保证良好的信号阻抗匹配
信号在传输的过程中，当阻抗不匹配的时候，信号就会在传输通道中发生信号的反射，反射会使合成信号形成过冲，导致信号在逻辑门限附近波动。
消除反射的根本办法是使传输信号的阻抗良好匹配，由于负载阻抗与传输线的特性阻抗相差越大反射也越大，所以应尽可能使信号传输线的特性阻抗与负载阻抗相等。
同时还要注意PCB上的传输线不能出现突变或拐角，尽量保持传输线各点阻抗连续，否则在传输线各段之间也将会出现反射。
这就要求在进行高速PCB布线时，必须要遵守以下布线规则：
(1)USB布线规则。
要求USB信号差分走线，线宽10mil，线距6mil，地线和信号线距6mil。
(2)HDMI布线规则。
要求HDMI信号差分走线，线宽10mil，线距6mil，每两组HDMI差分信号对的间距超过20mil。
(3)LVDS布线规则。
要求LVDS信号差分走线，线宽7mil，线距6mil，目的是控制HDMI的差分信号对阻抗为100+-15%欧姆
(4)DDR布线规则。
DDR1走线要求信号尽量不走过孔，信号线等宽，线与线等距，走线必须满足2W原则，以减少信号间的串扰，对DDR2及以上的高速器件，还要求高频数据走线等长，以保证信号的阻抗匹配。
10、保持信号传输的完整性，防止由于地线分割引起的“地弹现象”。