對近乎完美的追求是永無止境的，電子設計領域便是最好的例證。20 年前，我們從未想過只要發出命令，客廳裡的燈便能點亮；但是現在，智慧家居技術已經讓聲控燈成為我們的日常。

然而，要使這樣的技術不斷發展，則需要電子設計的不斷進步來實現「近乎完美」；智慧家居中的印刷電路板技術其實已經歷多年的發展與完善。

為了滿足這些器件的高級計算需求，密集 PCB 設計中需要高速電路。特別需要注意的是這些器件的 RF 部分，在增加電路板功能性的同時也大大增加了電路板的複雜性。為了實現成功設計，PCB 設計人員需要平衡電路板上高速 PCB 佈線與 RF PCB 佈線的要求。本文將討論如何實現這一平衡。

高速和 RF PCB 佈線的關鍵點是什麼？

當開始設計同時具有高速和 RF 電路的印刷電路板時，我們必須遵守許多特定的高速設計規則。 但是無論如何，我們設計的都是「電路板」：這意味著，除了將使用的新設計參數之外，我們還必須遵循 PCB 設計的所有常規規則。包括：

	可製造性設計（DFM）規則，包括為組裝和測試設計電路板 (DFA & DFT)： 如果我們的設計因為違反了基本的可製造性設計規則而不能繼續構建，我們將面臨更大的問題。
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	牢記數位、類比、電源和混合信號技術的基本 PCB 設計規則： 僅僅因為我們需要更多空間用於高速走線或RF隔離，並不意味著我們可以忽略常規的 PCB 設計間距規則而將設計擠在一起。
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	發熱器件的散熱問題： 高速電路往往會產生更多的熱量，所以我們比以往都更需要注意散熱問題，需要確保我們的電路板得到了應有的冷卻處理。
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現在，我們的 PCB 設計已經完成設置，且已經為高速和 RF PCB 佈線的附加規則和約束做好了準備。

讓我們來看看高速和 RF PCB 佈線技術的關鍵點。

有助於高速和 RF PCB 佈線的 PCB 設計實踐

對於智慧家居、移動或其他物聯網設備，尺寸通常是設計中的一個重要因素。由於高速電路的電路板尺寸較小，我們需要相應地進行規劃，以確保留有所需的空間。某些高速佈線可能需要特定的走線寬度來適應指定的歐姆值以及額外的間距來儘量減少串擾。

佈置高速和 RF 電路時，需要確保放置的位置符合電路圖中佈置的信號路徑。高速電路依賴於信號路徑中引腳之間的短直接走線，而且我們不希望這些走線在連接之前在電路板上徘徊。另一方面，大資料和記憶體匯流排需要長度相等，這通常意味著其中一些線路必須加長。在這種情況下，我們需要分配出足夠的空間來將測量的走線長度調整到正確的值。

另一個考慮因素是電源和接地網的正確 layout。一些器件需要放置在專用電源或接地平面區域，以將其雜訊與敏感的高速佈線隔離開來。我們還需要在 IC 的每個電源引腳旁邊放置旁路電容器，並使其盡可能靠近。另一個關鍵問題是確保高速傳輸線路不會穿過電源和接地平面分裂佈線。這些走線需要一個連續的平面作為返回路徑，分裂則會產生一個無法穿越的峽谷。這會導致 EMI 問題，從而破壞設計的信號完整性性能。

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RF 佈線為我們的走線方式引入了一整套全新的要求。為了創建正確的大小和形狀，一些走線拓撲結構將與我們所習慣的非常不同。我們還需增加額外的過孔來遮罩和增加寬度和空間，所有這些都需要更多的空間。高速和 RF 設計的另一個方面是它們的板層疊構。精確配置疊構中的層和材料來支持高速和 RF 微帶和帶狀線佈線非常重要。

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高速和RF PCB佈線是否成功取決於許多因素。其中包括遵守高速 layout 指南，以便正確佈線高速和 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板的基本電路（如：如何在電路中連接繼電器）也很重要。 接下來我們詳細介紹一下。

高速和 RF 印刷電路板佈線設計的更多細節

為了讓我們的高速或 RF 電路板設計按預期運行，佈線必須根據下面列出的特定參數進行。

為了在 PCB 設計上成功佈線高速和 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，確保我們的電路圖包含足夠的資訊，以說明 layout 人員進行佈線。 其次，精確瞭解高速或 RF 設計需要什麼樣的材料和層疊結構，以便關鍵的設計資料（如走線寬度和間距）不會在 layout 中發生變化。器件佈置也需要精確，以便產生短而直接的信號路徑，而高速走線需要遵循旨在創建最佳信號完整性性能的拓撲模式。

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高速和 RF PCB 走線長度的 layout 技巧

高速和 RF 走線對於電路板的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，同時保持足夠的間隔以防止串擾。電源和接地回路必須遠離可能中斷信號回路的裂縫或空隙，差分對和測量線路必須在其容差範圍內。在設計過程中，為了保持良好信號完整性，PCB 設計人員最好遵循 PCB 設計工具的設計規則和約束。

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如何有效規劃和完成 RF PCB 佈線

在設計帶有高速或 RF 電路的印刷電路板時，我們最好能夠提前規劃。首要目標之一是決定什麼是正確的板層疊構配置以及將使用什麼樣的電路板材料。這將便於我們為設計設置正確的阻抗控制走線寬度，從而實現高速傳輸線的最佳性能。還有許多其他的技巧可以幫助我們進行設計，比如為我們的RF電路提供充分的接地平面、隔離和濾波保護。

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要設計近乎完美的 PCB，需要最好的 PCB 設計工具

設計具有最佳高速和 RF PCB 佈線的印刷電路板對任何設計人員來說都是一個挑戰。有了標準電路板，我們將有足夠的空間和機會來優化器件佈置、應對電源分配網路（PDN）挑戰以及降低串擾和雜訊。

當涉及電路板上的高要求信號時，設計規則檢查（DRCs）可以成為我們的幫手。使用正確的 PCB 設計系統，我們可以創建包含高速和 RF 設計所需的全部資訊的電路圖，甚至從一開始就獲得疊構的所需資訊。

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頂級系統同時具備模擬和分析工具，可以在佈局前對電路進行建模，在佈局後進行分析，從而為設計提供最佳性能。最後，我們需要最強大的 layout 工具。這些工具應具有多種佈線功能以及完整的設計規則和約束系統，使我們處於 PCB 佈線技術的頂端。

所幸，對於我們所有從事高速和 RF PCB 佈線項目的人來說，上述 PCB 設計工具已經唾手可得。 Allegro PCB Designer 設計軟體具有我們需要的全部特性和功能，可以精確地為高速和 RF 設計進行佈線，並可以訪問各種不同的佈線功能以及最新的設計規則和約束系統。點擊「閱讀原文」瞭解詳細資訊。

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