層分布布線約束:層分布
RF PCB的每層都大面積輔地,沒有電源平面,RF布線層的上下相鄰兩層都應該是地平面。即使是數?;旌习?,數字部分可以存在電源平面,但RF區域仍然要滿足每層都大面積輔地的要求。
布線約束:基本要求
(1)走線要求盡量最短,不走閉環,不走銳角直角,線的寬度一致,沒有浮空線。
(2)焊盤的出線方式要合理。
布線基本要求圖
(3)差分信號線一般都是走的高速信號,其要滿足阻抗的對稱性,差分線不能交叉走線,線長相差不能超過100mil,差分線之間和單個差分線到地之間都要滿足阻抗要求。差分走線過孔不能超過4個。差分線對間的間距滿足3W規則。
(4)一般晶振、pll濾波器件、模擬處理信號處理芯片、電感、變壓器下禁止走時鐘線、控制線、電磁敏感線。
(5)模擬信號與數字信號,電源線與控制信號線,弱信號與其他任何信號都不能并排走線,應該分層(最好有地隔離)或相距較遠走線。如果分層相鄰層的線與線之間要交叉走線,不能并行走線。為了減少線間串擾,應保證線間距足夠大,當線中心間距不少于3倍線寬時,則可保持70%的電場不互相干擾,稱為3W規則。如要達到98%的電場不互相干擾,可使用10W的間距。
注:時鐘布線的時候,一定要注意和數據線、控制信號線的有效隔離,距離越遠越好,盡可能不要布在同層。
(6)強輻射信號線(高頻、高速,尤以時鐘線為甚)不要靠近接口、拉手條等以防對外輻射。
(7)敏感信號(主要指: 弱信號、復位信號、比較器的輸入信號、AD的參考電源、鎖相環濾波信號、芯片內部的PLL電路的濾波部分。)布線應該盡可能短,不靠近強輻射信號,不放在板的邊緣,離外金屬框架15mm以上。長距離走線時可以包地(應注意包地可能會引起阻抗變化)、內層走線。另外,對于ESD較弱的芯片的走線,建議內層走線,可以減弱芯片損壞的概率。
布線約束:電源
(1)注意電源退耦、濾波,防止不同單元通過電源線產生干擾,電源布線時電源線之間應相互隔離。電源線與其它強干擾線(如CLK)用地線隔離。
(2)小信號放大器的電源布線需要地銅皮及接地過孔隔離,避免其它EMI干擾竄入,進而惡化本級信號質量。
(3)不同電源層在空間上要避免重疊。主要是為了減少不同電源之間的干擾,特別是一些電壓相差很大的電源之間,電源平面的重疊問題一定要設法避免,難以避免時可考慮中間隔地層。
布線約束:電源過流能力
(1)電源部分導線印制線在層間轉接的過孔數符合通過電流的要求(1A/Ф0.3mm 孔)
(2)PCB的POWER部分的銅箔尺寸符合其流過的最大電流,并考慮余量(一般參考為1A/mm線寬)
布線約束:接地方法
(1)接地線要短而直,減少分布電感,減小公共地阻抗所產生的干擾。
調整各組內濾波電容方向,縮小地回路。如圖15所示的三個濾波電容,接地偏向于相關的RF 器件方向,尤其是高頻濾波電容。
電容的接地圖
(2)RF 主信號路徑上的接地器件和電源濾波電容需要接地時,為減小器件接地電感,要求就近接地。
(3)有些元件的底部是接地的金屬殼,要在元件的投影區內加一些接地孔,投影區內的表面層不得布信號線和過孔;
(4)接地線需要走一定的距離時,應加粗走線線寬、縮短走線長度,禁止接近和超過1/4導引波長,以防止天線效應導致信號輻射;
(5)除特殊用途外,不得有孤立銅皮,銅皮上一定要加地線過孔
(6)對某些敏感電路、有強烈輻射源的電路分別放在屏蔽腔內,裝配時屏蔽腔壓在PCB表面。PCB在設計時要加上“過孔屏蔽墻”,就是在PCB上與屏蔽腔壁緊貼的部位加上接地的過孔。如下圖12所示,要有兩排以上的過孔,兩排過孔相互錯開,同一排的過孔間距在100mils左右。
布線約束:通用規則
(1)PCB頂層走RF信號,RF信號下面的平面層必須是完整的接地平面,形成微帶線結構。 如圖13所示。要保證微帶線的結構完整性,必須做到:同層內微帶線要做包地銅皮處理,建議地銅皮邊緣離微帶線邊緣有3H的寬度。H表示介質層厚度。 在3H范圍內,不得有其它信號過孔。禁止RF 信號走線跨第二層的地平面縫隙。非耦合微帶線間要加地銅皮,并在地銅皮上加地過孔。
微帶線至屏蔽壁距離應保持為3H以上。微帶線不得跨第二層地平面的分割線。
微帶線結構圖
(2)要求地銅皮到信號走線間隔≥3H。
(3)地銅皮邊緣加地線孔,孔間距約在100mils左右,均勻整齊排列;
(4)地線銅皮邊緣要光滑、平整,禁止尖銳毛刺;
(5)除特殊用途外,禁止RF信號走線上伸出多余的線頭。
(6)RF信號布線周圍如果存在其它RF信號線,就要在兩者之間輔地銅皮,并在地銅皮上間隔100mils左右加一個接地過孔,起隔離作用。
(7)RF信號布線周圍如果存在其它不相關的非RF信號(如過路電源線),要在兩者間輔地銅皮,并每隔100mils左右加一個接地過孔。
(8)RF信號過孔與內層的其它布線靠近,如左圖所示的過路電源線靠近了RF信號過孔,電源線上的EMI 干擾會竄入RF布線,所以要采用圖14右圖正確的布線方法,在電源線與RF信號過孔間輔地并加地過孔,起隔離作用。 有時內層的RF信號線與其它有較強干擾的信號(如過路電源線)過孔靠近,也采用同樣的方法輔地并加地過孔。
電源線與射頻過孔布線圖
(9)器件安裝孔是非金屬化孔時,RF 信號布線要遠離器件安裝孔。需要在RF信號布線與安裝孔間輔進地銅皮,并加接地過孔。
原文標題:PCB布線約束
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