10招带你轻松搞定高频电路布线!


第一招: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。
第二招: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。
第三招: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。
第四招: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。
第五招: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:
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。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。
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。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。
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。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。
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。
第六招: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。
第七招: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,在通常情况下,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。
第八招: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。
第九招: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:
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。
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。
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。
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。
第十招:保持信号传输的完整性
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”。

第一顿正规广式早茶是在多伦多吃的,第一次被南北饮食差异迎面击中也是在这一餐。一般来说,被迎面击中在造成毁容的同时还可能引发顿悟,这次的顿悟即:南北饮食差异的核心矛盾就是在醋。北方餐厅桌上两个料瓶一般黑,一个写着醋,一个写着酱油,都是笔画挺多的字,店家的书法往往集中体现在这两个料瓶上,酉不写成西就堪称是有文化的店家。食客也需要识字才能在北方餐馆里正常用餐,当然,脑子不傻一般也可以,知道酱油是两个字,醋是一个字,就也能看着倒了。当然,把醋写成米醋是不提倡的,可能导致顾客不必要的误会。广式餐厅里没有这个问题,两个料瓶,不透光的是酱油,透光的是醋,红色的醋。

红醋,不是醋,说涮锅水显得刻薄了,但红醋与醋的差异比起红醋与涮锅水的差异,那前者可能还是要更大些。第一次到广东餐馆有点冒失,用红醋蘸食觉得没滋味,叫来服务员想问有没有米醋,店里的服务员给我很凶的印象,不怎么看你,因为走路太快,超过了目光的光速。想起曾经我在多伦多一家广东人开的寿司店打工,经理骂我走路太慢,眼前的阿姨大概也是被骂大的。你喊住她,用的不是粤语的话她就更不愿意看你,不得不停在你面前的时候会流露出一种你阻碍了她的神色,仿佛如果不是你叫住了她,她就马上要走向成功了。我问,阿姨有米醋吗?阿姨说没有,脸上闪现出一句潜在的“脑子有病?”,还没有确认自己看清这句话,阿姨已经走远了。

今天来的是多伦多中国城这家兰州牛肉拉面,这家店靠两样东西出名。一样是凉皮,尽量中午去吃,晚上去吃可能就售罄了;一样是厕所,不是非要上的话,尽量不要去上,不知情者上了之后可能就会马上明白这个道理。今天赶上了去吃晚餐,凉皮果真已经售罄,点了碗刀削臊子面,真不怎么地,幸亏往左一扭头,霍,两大瓶子醋,真体面。只要加够了醋,臊子面也体面了。只要加够了醋,吃什么都有种吃饺子的感觉,仿佛回了趟家。家是开胃的感觉。是一直吃也不觉得撑,因为一直吃一直说,到底也没吃多少。为什么一直说,因为你爸没完没了瞎扯淡,你得给他接茬儿。

“将人类联结在一起的那些纯粹自然的关系是无定限的,而这种友谊却是非常集中的,它被限制在一个非常狭小的范围里,只有两个人,或者最多只有少数几个人,才能分享这份情感。”
“因此,我们现在可以把友谊定义为:对有关人和神的一切问题的看法完全一致,并且相互之间有一种亲善和挚爱。……除智慧以外,友谊是不朽的神灵赋予人类最好的东西”。
“另外还有一些人,他们觉得德行是最美好的东西。这当然是一种崇高的见解。但是,他们所说的德行正是友谊的孕育和保护者;没有德行,友谊就不可能存在。”
“用恩尼乌斯的话来说,如果生活中没有那种在朋友间的相互亲善中所能见到的安逸,活着还有什么意思?”
“其他的欲望都有一个特定的目标——财富是为了使用;权力是为了得到尊敬;官职是为了体面;娱乐是为了感官的享受;健康是为了免除疾苦和充分利用身体的各种功能。但是友谊有数不尽的好处。你无论走到哪里,友谊永远在你身旁。它无处不在,而且永远不会不合适时宜,永远不会不受欢迎”。
“一个人,他的真正的朋友就是他的另一个自我。”
“据说,阿格利琴有一位哲学家,他在一首希腊诗歌中以一个预言家的权威口气提出这样一种理论:宇宙中凡是不可变的东西都是靠友谊这种结合的力量才如此;凡是可变的东西都是由倾轧这种分离的力量才如此。”
《友谊来不得半点虚假》
“友谊就其本性来说是容不得半点虚假的:就其本身而言,它是真诚的,自发的。因此,我觉得,友谊是出于一种本性的冲动,而不是出于一种求助的愿望:出自一种心灵的倾向(这种倾向与某种天生的爱的情感结合在一起),而不是出自对于可能获得的物质上的好处的一种精细的计算。”
“没有什么东西比美德更可爱、更能博得人们的好感了。所以,从某种意义上可以说,甚至对于那些我们从未见过的人,由于他们的诚实和美德,我们也会产生爱慕之心。”
“当一个人最自信的时候,当他因具有美德和智慧而感到很充实,无需求助于人,完全能够独立自主的时候,就是在这个时候他是最喜欢结交朋友,最珍重友谊的。”
“我们慷慨行善不是为了得到别人的感恩,我们不是把行善当成一种投资,而是遵循一种慷慨豪爽的天性;同样,我们把友谊看做值得企求的东西,也不是因为希翼日后能得到回报才对它感兴趣,而是坚信:它能给我们的东西自始至终包含在情感本身之中。”
“爱慕和喜欢都是出自一种自发的情感。当人们一旦有了这种爱慕之心,他们当然会试图依附他们所爱慕的对象,而且会越来越接近于他。他们的目的是:他们可以在同一个层次上平等的互敬互爱,并且更乐意为对方效劳而不求得回报;他们之间应当有这种崇高的竞争。这样,双方都会以诚相待……当友谊是出自一种本性的冲动而不是一种需求感时,它会更加崇高,更加符合于实际。因为,如果友谊是靠物质上的好处维系的话,那么物质上的好处的任何变化都会使友谊解体。而本性是不可能改变的,因为真正的友谊是永恒的
《为了友谊是个不名誉的托辞》
“终生不渝的保持友谊,是世上最难的事情。朋友之间可能会发生许多这样的事情:利益的冲突、政见的不同、人的性格也常常会变化。……但就上层人物来说,对友谊最致命的打击是竞求功名,它往往会使亲密的朋友变成最大的仇敌。”
“为了朋友才犯的罪,这不是一个正当的理由。因为,友谊是出自对一个人的美德的信赖,如果他抛弃了美德,那么友谊也就很难继续存在了。”
“我们可以制定一条这样的友谊的规则,勿要求朋友做坏事;若朋友要你做坏事,你也不要去做。因为‘为了友谊’这个托辞是一个不名誉的辞词,是决不会得到原谅的。”
“所以,我们把这定为友谊的第一条规律:我们只要求朋友做好事,而且也只为朋友做好事。但我们也不要等人家要求了才去做:永远要热心主动的去做,不要迟疑。我们要有勇气坦率的提出劝告。在友谊中,让能进忠言的朋友发挥最大的影响;产生这种影响的忠言不但要坦诚,而且有时,如果情况需要的话,还要尖锐;而当朋友作这种劝告时,就应当听。”
《贫穷不是寻求友谊的动因》
“美德的显示自然为具有同样品质的心灵所吸引,它是友谊的开端。”
“使一个人感到愉快的与其说是由于朋友而得到的实利,不如说是朋友的一片爱心;只有当朋友的帮助是出自真诚的爱心时,我们才会感到愉快。……不是友谊起因于物质利益,而是物质利益起因于友谊。
《缺乏忠诚的友谊是不能持久的》
“危难时刻见真友。但是绝大多数人却以这两种方式暴露出他们不可信赖的易变的品质:自己得意时看不起朋友;或朋友有难时就抛弃朋友。”
“人们所寻求的、能保证友谊永恒不变的品质是什么呐?那就是忠诚……而且,我们选择朋友时还应当找那种性格直爽、友善且富有同情心的人,能和我们一样为某一事物所感动的人。……友谊只能存在于好人之间。”
“好人在其对待朋友的态度方面总是会表现出两个特征。第一,他完全没有虚情假意,因为性格直率的人宁可公开表示厌恶,也不愿意装出一副笑脸演示自己的真情。第二,当朋友受到别人指责时,他不仅会加以驳斥,而且他本人也不会怀疑,或者说,他总是认为他的朋友决不会做错事。”
“一般来说,我们应当等到人的性格业已形成且达到一定年龄之后,才决定友谊方面的事情……只有那种成熟的友谊才是永恒不变的,因为性格的不同会导致旨趣的不同,而旨趣的不同最终会使得朋友之间的关系疏远。”
《和朋友绝交是一种不幸》
“友谊的另一条有益的原则是:不要因为自己没有分寸的善意而防碍了朋友的大事。”#论老年论友谊论责任/汉译世界学术名著丛书-(古罗马)西塞罗[图书]##愿你遇到的人都是温暖的##为什么我们总是不快乐##另一半无缝衔接你会介意吗#


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