PCB布局中对高频信号完整性的考虑

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现在嵌入式系统频率越来越高，PCB布局不再只是连线连通那么简单。

首先说说层叠结构。四层板比两层板好很多，典型的四层板结构是：顶层信号、第二层地、第三层电源、底层信号。这样每个信号层都有参考平面。六层板更好，可以有更多的信号层和完整的电源地平面。

对于高频信号，阻抗控制很重要。微带线（表层走线）和带状线（内层走线）的特征阻抗不同，需要根据板材参数计算线宽。常用的阻抗是50Ω单端，100Ω差分。但实际PCB厂的工艺能力有限，线宽、线距、介质厚度都有公差，所以要留余量。

高速信号线要等长，特别是差分对，长度差要控制在一定范围内，比如0.1mm。拐弯要用45度角或者圆弧，避免直角，直角会产生反射。过孔也有影响，一个过孔大约相当于0.5nH电感和0.3pF电容。对于GHz信号，过孔可能造成很大衰减。所以高速信号尽量少换层。

电源完整性同样重要。电源平面要低阻抗，不同电压域要分割，但分割会造成回流路径不连续，高速信号不要跨分割。

去耦电容的摆放很关键，要靠近芯片引脚，电源引脚和地引脚之间要放小电容，电源平面和地平面之间要大电容。

最后，仿真很重要。用SI（信号完整性）工具仿真，能提前发现问题。但仿真模型要准确，特别是连接器、芯片封装的模型。