高频电路PCB设计

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这里说的高频电路，不是指无线电波段划分上的高频，而是将100MHz及以上的电信号统称为高频。本文所阐述的电路设计规范，更多地适用于低于10G的射频电路设计和布局。之所以选择100MHz作为划分，是因为当电信号频率大于100MHz的时候，就必须要考虑电路的分布参数。此时电路已经不再是集总参数模型。当然，实际上当我们设计工作在20MHz以上的电路时，就应当注意到分布参数对电路的影响了。

高频电路和低速电路相比增加了很多在设计时需要考量的参数。对于模拟电路来说，高频电路的重要作用是功率传输，信号的传输质量是至关重要的。因此在射频电路中，我们会重点关注电路的阻抗匹配、反射、传递函数、电压驻波比、失真、噪声这些参数。在高频电路中，常用的电阻、电容等元件不能仅考虑其原本既有的单一元件参数，也要考虑由其制造原理带来的附加电容和电感。实际上，高频电路的元件也不仅仅是我们所熟知的样子了，当频率高达百兆甚至达到几个G时，用纯粹的电路板铜箔构成的微带线元件、带状线元件就体现出其使用的必要性来。

 

2.高频电路的非理想参数
2.1    线路寄生电容
在高频电路中，最为准确的电路分析方法是场分析法——高速变化的电信号不再像低频时那样老老实实地顺着铜导线流动，而是在导线上方呈现出不同强度的电场，彼此之间相互耦合。我们知道，两根平行的导线之间存在极小的电容，一般为几个到几十个皮法不等，在低频时可以等效为理想的开路。但是当两根平行的导线上通过的是高频的信号时，由容抗公式

可以知道即使是极小的电容，在高频时也可能近似于短路。这样就使实际电路大大偏离了设计指标。 

 

 

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。

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