隨著電子技術快速發(fā)展，以及無線通信技術在各領域的廣泛應用，高頻、高速、高密度已逐步成為現代電子產品的顯著發(fā)展趨勢之一。信號傳輸高頻化和高速數字化，使PCB走向微小孔與埋/盲孔化、導線精細化、介質層均勻薄型化，高頻高速高密度多層PCB設計已成為一個重要的研究領域。在高頻電路中有哪些設計技巧和注意事項呢，一起來看。

1.如何選擇PCB板材？

選擇PCB板材必須在滿足設計需求和可量產性及成本中間取得平衡點。通常在設計非常高速的PCB板子（大于GHz 的頻率）時這材質問題會比較重要。例如，現在常用的FR-4材質，在幾個GHz的頻率時的介質損耗（dielectric loss）會對信號衰減有很大的影響，可能就不合用。就電氣而言，要注意介電常數（dielectric constant）和介質損在所設計的頻率是否合用。

2.如何避免高頻干擾

避免高頻干擾的基本思路是盡量降低高頻信號電磁場的干擾，也就是所謂的串擾（Crosstalk）。可用拉大高速信號和模擬信號之間的距離，或加ground guard/shunt traces在模擬信號旁邊。還要注意數字地對模擬地的噪聲干擾。

3.在高速設計中，如何解決信號的完整性問題？

信號完整性基本上是阻抗匹配的問題。而影響阻抗匹配的因素有信號源的架構和輸出阻抗（output impedance），走線的特性阻抗，負載端的特性，走線的拓樸（topology）架構等。解決的方式是靠端接（termination）與調整走線的拓樸。

4.何謂差分布線？

差分信號，有些也稱差動信號，用兩根完全一樣，極性相反的信號傳輸一路數據，依靠兩根信號電平差進行判決。為了保證兩根信號完全一致，在布線時要保持并行，線寬、線間距保持不變。

5.差分布線方式是如何實現的？

差分對的布線有兩點要注意，一是兩條線的長度要盡量一樣長；另一個是兩線的間距（此間距由差分阻抗決定）要一直保持不變，也就是要保持平行。平行的方式有兩種：一為兩條線走在同一走線層（side-by-side）；一為兩條線走在上下相鄰兩層（over-under）。

6.對于只有一個輸出端的時鐘信號線，如何實現差分布線？

要用差分布線一定是信號源和接收端也都是差分信號才有意義。所以，對只有一個輸出端的時鐘信號是無法使用差分布線的。

7.為何差分對的布線要靠近且平行？

對差分對的布線方式應該要適當的靠近且平行。所謂適當的靠近是因為這間距會影響到差分阻抗(differential impedance)的值，此值是設計差分對的重要參數。需要平行也是因為要保持差分阻抗的一致性。若兩線忽遠忽近，差分阻抗就會不一致，就會影響信號完整性(signal integrity)及時間延遲(timing delay)。

8.在高速PCB設計中，信號層的空白區(qū)域可以敷銅，而多個信號層的敷銅在接地和接電源上應如何分配？

一般在空白區(qū)域的敷銅絕大部分情況是接地。只是在高速信號線旁敷銅時要注意敷銅與信號線的距離，因為所敷的銅會降低一點走線的特性阻抗。也要注意不要影響到它層的特性阻抗，例如在dual strip line的結構時。

9.為何要鋪銅？

一般鋪銅有幾個方面原因：一是，EMC。對于大面積的地或電源鋪銅，會起到屏蔽作用，有些特殊地，如PGND起到防護作用。二是，PCB工藝要求。一般為了保證電鍍效果，或者層壓不變形，對于布線較少的PCB板層鋪銅。三是，信號完整性要求，給高頻數字信號一個完整的回流路徑，并減少直流網絡的布線。當然還有散熱，特殊器件安裝要求鋪銅等等原因。

10.若干PCB組成系統(tǒng)，各板之間的地線應如何連接？

各個PCB板子相互連接之間的信號或電源在動作時，例如A板子有電源或信號送到B板子，一定會有等量的電流從地層流回到A板子(此為Kirchoff current law)。這地層上的電流會找阻抗最小的地方流回去。所以，在各個不管是電源或信號相互連接的接口處，分配給地層的管腳數不能太少，以降低阻抗，這樣可以降低地層上的噪聲。另外，也可以分析整個電流環(huán)路，尤其是電流較大的部分，調整地層或地線的接法，來控制電流的走法(例如，在某處制造低阻抗，讓大部分的電流從這個地方走)，降低對其它較敏感信號的影響。

11.模擬電源處的濾波經常是用LC電路。但是為什么有時LC比RC濾波效果差？

LC與RC濾波效果的比較必須考慮所要濾掉的頻帶與電感值的選擇是否恰當。因為電感的感抗(reactance)大小與電感值和頻率有關。如果電源的噪聲頻率較低，而電感值又不夠大，這時濾波效果可能不如RC。但是，使用RC濾波要付出的代價是電阻本身會耗能，效率較差，且要注意所選電阻能承受的功率。

12.當一塊PCB板中有多個數/模功能塊時，常規(guī)做法是要將數/模地分開，原因何在？

將數/模地分開的原因是因為數字電路在高低電位切換時會在電源和地產生噪聲，噪聲的大小跟信號的速度及電流大小有關。如果地平面上不分割且由數字區(qū)域電路所產生的噪聲較大而模擬區(qū)域的電路又非常接近，則即使數模信號不交叉，模擬的信號依然會被地噪聲干擾。也就是說數模地不分割的方式只能在模擬電路區(qū)域距產生大噪聲的數字電路區(qū)域較遠時使用。

13.怎樣通過安排疊層來減少EMI問題？

首先，EMI要從系統(tǒng)考慮，單憑PCB無法解決問題。對EMI來講，主要是提供信號最短回流路徑，減小耦合面積，抑制差模干擾。另外地層與電源層緊耦合，適當比電源層外延，對抑制共模干擾有好處。

14.在布局、布線中如何處理才能保證50M以上信號的穩(wěn)定性？

高速數字信號布線，關鍵是減小傳輸線對信號質量的影響。因此，100M以上的高速信號布局時要求信號走線盡量短。數字電路中，高速信號是用信號上升延時間來界定的。而且，不同種類的信號（如TTL，GTL，LVTTL），確保信號質量的方法不一樣。

15.在芯片選擇的時候是否也需要考慮芯片本身的esd問題？

不論是雙層板還是多層板，都應盡量增大地的面積。在選擇芯片時要考慮芯片本身的ESD特性，這些在芯片說明中一般都有提到，而且即使不同廠家的同一種芯片性能也會有所不同。設計時多加注意，考慮的全面一點，做出電路板的性能也會得到一定的保證。但ESD的問題仍然可能出現，因此機構的防護對ESD的防護也是相當重要的。