對近乎完美(měi)的(de)追求是永無止境的(de)，電子設計領域便是最好的(de)例證。20 年前，我們從未想過隻要發出命令，客廳裡的(de)燈便能點亮；但是現在，智慧家居技術已經讓聲控燈成為我們的(de)日常。
然而，要使這樣的(de)技術不斷發展，則需要電子設計的(de)不斷進步來實現「近乎完美(měi)」；智慧家居中的(de)印刷電路闆技術其實已經歷多(duō)年的(de)發展與完善。
為了(le)滿足這些器件的(de)高(gāo)級計算(suàn)需求，密集 PCB 設計中需要高(gāo)速電路。特別需要注意的(de)是這些器件的(de) RF 部分(fēn)，在增加電路闆功能性的(de)同時也(yě)大(dà)大(dà)增加了(le)電路闆的(de)複雜性。為了(le)實現成功設計，PCB 設計人(rén)員需要平衡電路闆上高(gāo)速 PCB 佈線與 RF PCB 佈線的(de)要求。本文將討論如何實現這一平衡。
高(gāo)速和(hé) RF PCB 佈線的(de)關鍵點是什(shén)麼？
當開始設計同時具有高(gāo)速和(hé) RF 電路的(de)印刷電路闆時，我們必須遵守許多(duō)特定的(de)高(gāo)速設計規則。 但是無論如何，我們設計的(de)都是「電路闆」：這意味著，除了(le)將使用(yòng)的(de)新設計參數之外，我們還必須遵循 PCB 設計的(de)所有常規規則。包括：
 |
可(kě)製造性設計（DFM）規則，包括為組裝和(hé)測試設計電路闆 (DFA & DFT)： |
|---|---|
|
牢記數位、類比、電源和(hé)混合信號技術的(de)基本 PCB 設計規則： |
|
發熱器件的(de)散熱問題： |
現在，我們的(de) PCB 設計已經完成設置，且已經為高(gāo)速和(hé) RF PCB 佈線的(de)附加規則和(hé)約束做(zuò)好了(le)準備。
讓我們來看看高(gāo)速和(hé) RF PCB 佈線技術的(de)關鍵點。
有助於高(gāo)速和(hé) RF PCB 佈線的(de) PCB 設計實踐
對於智慧家居、移動或其他(tā)物(wù)聯網設備，尺寸通(tōng)常是設計中的(de)一個重要因素。由於高(gāo)速電路的(de)電路闆尺寸較小，我們需要相應地進行規劃，以確保留有所需的(de)空間。某些高(gāo)速佈線可(kě)能需要特定的(de)走線寬度來適應指定的(de)歐姆值以及額外的(de)間距來儘量減少串擾。
佈置高(gāo)速和(hé) RF 電路時，需要確保放置的(de)位置符合電路圖中佈置的(de)信號路徑。高(gāo)速電路依賴於信號路徑中引腳之間的(de)短直接走線，而且我們不希望這些走線在連接之前在電路闆上徘徊。另一方面，大(dà)資料和(hé)記憶體匯流排需要長度相等，這通(tōng)常意味著其中一些線路必須加長。在這種情況下(xià)，我們需要分(fēn)配出足夠的(de)空間來將測量的(de)走線長度調整到正確的(de)值。
另一個考慮因素是電源和(hé)接地網的(de)正確 layout。一些器件需要放置在專用(yòng)電源或接地平面區域，以將其雜訊與敏感的(de)高(gāo)速佈線隔離開來。我們還需要在 IC 的(de)每個電源引腳旁邊放置旁路電容器，並使其盡可(kě)能靠近。另一個關鍵問題是確保高(gāo)速傳輸線路不會穿過電源和(hé)接地平面分(fēn)裂佈線。這些走線需要一個連續的(de)平面作為返回路徑，分(fēn)裂則會產生一個無法穿越的(de)峽谷。這會導緻 EMI 問題，從而破壞設計的(de)信號完整性性能。
推薦下(xià)載 傳輸損耗：解決常見的(de)高(gāo)速設計問題
RF 佈線為我們的(de)走線方式引入了(le)一整套全新的(de)要求。為了(le)創建正確的(de)大(dà)小和(hé)形狀，一些走線拓撲結構將與我們所習慣的(de)非常不同。我們還需增加額外的(de)過孔來遮罩和(hé)增加寬度和(hé)空間，所有這些都需要更多(duō)的(de)空間。高(gāo)速和(hé) RF 設計的(de)另一個方面是它們的(de)闆層疊構。精確配置疊構中的(de)層和(hé)材料來支持高(gāo)速和(hé) RF 微帶和(hé)帶狀線佈線非常重要。
推薦下(xià)載 射頻電路：PCB 設計要點指南(nán)
高(gāo)速和(hé)RF PCB佈線是否成功取決於許多(duō)因素。其中包括遵守高(gāo)速 layout 指南(nán)，以便正確佈線高(gāo)速和(hé) RF PCB 走線長度。如何預先規劃 RF PCB 佈線以及簡單地設計電路闆的(de)基本電路（如：如何在電路中連接繼電器）也(yě)很重要。 接下(xià)來我們詳細介紹一下(xià)。
帶有調整走線的(de) 3D 高(gāo)速佈線
高(gāo)速和(hé) RF 印刷電路闆佈線設計的(de)更多(duō)細節
為了(le)讓我們的(de)高(gāo)速或 RF 電路闆設計按預期運行，佈線必須根據下(xià)面列出的(de)特定參數進行。
為了(le)在 PCB 設計上成功佈線高(gāo)速和(hé) RF 電路，我們需要遵循一些基本準則，幫助我們避免常見問題。 首先，確保我們的(de)電路圖包含足夠的(de)資訊，以說明(míng) layout 人(rén)員進行佈線。 其次，精確瞭解高(gāo)速或 RF 設計需要什(shén)麼樣的(de)材料和(hé)層疊結構，以便關鍵的(de)設計資料（如走線寬度和(hé)間距）不會在 layout 中發生變化(huà)。器件佈置也(yě)需要精確，以便產生短而直接的(de)信號路徑，而高(gāo)速走線需要遵循旨在創建最佳信號完整性性能的(de)拓撲模式。
高(gāo)速和(hé) RF PCB 走線長度的(de) layout 技巧
高(gāo)速和(hé) RF 走線對於電路闆的(de)最佳信號完整性性能極其重要。我們需要控制走線寬度以儘量減小走線阻抗容差，同時保持足夠的(de)間隔以防止串擾。電源和(hé)接地回路必須遠離可(kě)能中斷信號回路的(de)裂縫或空隙，差分(fēn)對和(hé)測量線路必須在其容差範圍內。在設計過程中，為了(le)保持良好信號完整性，PCB 設計人(rén)員最好遵循 PCB 設計工具的(de)設計規則和(hé)約束。
控制長度的(de)走線調整示例
如何有效規劃和(hé)完成 RF PCB 佈線
在設計帶有高(gāo)速或 RF 電路的(de)印刷電路闆時，我們最好能夠提前規劃。首要目標之一是決定什(shén)麼是正確的(de)闆層疊構配置以及將使用(yòng)什(shén)麼樣的(de)電路闆材料。這將便於我們為設計設置正確的(de)阻抗控制走線寬度，從而實現高(gāo)速傳輸線的(de)最佳性能。還有許多(duō)其他(tā)的(de)技巧可(kě)以幫助我們進行設計，比如為我們的(de)RF電路提供充分(fēn)的(de)接地平面、隔離和(hé)濾波保護。
要設計近乎完美(měi)的(de) PCB，需要最好的(de) PCB 設計工具
設計具有最佳高(gāo)速和(hé) RF PCB 佈線的(de)印刷電路闆對任何設計人(rén)員來說都是一個挑戰。有了(le)標準電路闆，我們將有足夠的(de)空間和(hé)機會來優化(huà)器件佈置、應對電源分(fēn)配網路（PDN）挑戰以及降低串擾和(hé)雜訊。
當涉及電路闆上的(de)高(gāo)要求信號時，設計規則檢查（DRCs）可(kě)以成為我們的(de)幫手。使用(yòng)正確的(de) PCB 設計系統，我們可(kě)以創建包含高(gāo)速和(hé) RF 設計所需的(de)全部資訊的(de)電路圖，甚至從一開始就獲得(de)疊構的(de)所需資訊。
Video Tips 阻抗分(fēn)析 、走線分(fēn)析、零件擺放分(fēn)析、回流路徑分(fēn)析檢查
頂級系統同時具備模擬和(hé)分(fēn)析工具，可(kě)以在佈局前對電路進行建模，在佈局後進行分(fēn)析，從而為設計提供最佳性能。最後，我們需要最強大(dà)的(de) layout 工具。這些工具應具有多(duō)種佈線功能以及完整的(de)設計規則和(hé)約束系統，使我們處於 PCB 佈線技術的(de)頂端。
在 Allegro® PCB Designer 管理(lǐ)器中，管理(lǐ)高(gāo)速和(hé) RF PCB 佈線約束十分(fēn)容易。
所幸，對於我們所有從事高(gāo)速和(hé) RF PCB 佈線項目的(de)人(rén)來說，上述 PCB 設計工具已經唾手可(kě)得(de)。 Allegro PCB Designer 設計軟體具有我們需要的(de)全部特性和(hé)功能，可(kě)以精確地為高(gāo)速和(hé) RF 設計進行佈線，並可(kě)以訪問各種不同的(de)佈線功能以及最新的(de)設計規則和(hé)約束系統。點擊「閱讀原文」瞭解詳細資訊。
譯文授權轉載出處 (映陽科技協同校閱)
長按識別 QRcode，關注「Cadence 楷登 PCB 及封裝資源中心」
歡迎關注 Graser 社群，即時掌握最新技術應用(yòng)資訊
