高速信號走線規則教程

隨著信號上升沿時間的減小，信號頻率的提高，電子產品的EMI問題，也來越受到電子工程師的關注。
高速PCB設計的成功，對EMI的貢獻越來越受到重視，幾乎60％的EMI問題可以通過高速PCB來控制解決。

規則一：高速信號走線屏蔽規則

如上圖所示：
在高速的PCB設計中，時鐘等關鍵的高速信號線，走需要進行屏蔽處理，如果沒有屏蔽或只屏蔽了部分，都是會造成EMI的泄漏。
建議屏蔽線，每1000mil，打孔接地。

規則二：高速信號的走線閉環規則
由于PCB板的密度越來越高，很多PCB LAYOUT工程師在走線的過程中，很容易出現這種失誤，如下圖所示：

時鐘信號等高速信號網絡，在多層的PCB走線的時候產生了閉環的結果，這樣的閉環結果將產生環形天線，增加EMI的輻射強度。

規則三：高速信號的走線開環規則
規則二提到高速信號的閉環會造成EMI輻射，同樣的開環同樣會造成EMI輻射，如下圖所示：

時鐘信號等高速信號網絡，在多層的PCB走線的時候產生了開環的結果，這樣的開環結果將產生線形天線，增加EMI的輻射強度。在設計中我們也要避免。

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候必須保證特性阻抗的連續，否則會增加EMI的輻射，如下圖：

也就是：同層的布線的寬度必須連續，不同層的走線阻抗必須連續。

規則五：高速PCB設計的布線方向規則
相鄰兩層間的走線必須遵循垂直走線的原則，否則會造成線間的串擾，增加EMI輻射，如下圖：

相鄰的布線層遵循橫平豎垂的布線方向，垂直的布線可以抑制線間的串擾。

規則六：高速PCB設計中的拓撲結構規則
在高速PCB設計中有兩個最為重要的內容，就是線路板特性阻抗的控制和多負載情況下的拓撲結構的設計。在高速的情況下，可以說拓撲結構的是否合理直接決定，產品的成功還是失敗。

如上圖所示，就是我們經常用到的菊花鏈式拓撲結構。這種拓撲結構一般用于幾Mhz的情況下為益。高速的拓撲結構我們建議使用后端的星形對稱結構。

規則七：走線長度的諧振規則

檢查信號線的長度和信號的頻率是否構成諧振，即當布線長度為信號波長1／4的時候的整數倍時，此布線將產生諧振，而諧振就會輻射電磁波，產生干擾。

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。近可能的保證時鐘等高速信號的回流路徑最小。否則會極大的增加輻射，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。

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。不合理的擺放位置，是根本起不到退耦的效果。退耦電容的擺放的原則是：靠近電源的管腳，并且電容的電源走線和地線所包圍的面積最小。