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高频/混压板设计:这4个细节没做好信号全白费

  • 2025-08-25 13:50:00
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高频 / 混压板的设计不同于普通 PCB,哪怕是毫米级的误差,都可能导致高频信号出现严重衰减、串扰,最终影响设备性能。很多工程师在设计时,往往把重点放在了元器件布局上,却忽略了一些看似细微的设计细节,结果后期调试时问题频发。今天就来聊聊高频 / 混压板设计中,必须重视的 4 个关键细节,帮你避开信号损耗的 “坑”。

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第一个细节是传输线的阻抗控制。高频信号在传输线中传输时,阻抗不连续会导致信号反射,反射信号与原信号叠加后,会产生波形失真。比如在 5G 射频 PCB 设计中,常用的微带线阻抗通常要求控制在 50Ω,若传输线宽度突然变宽或变窄,阻抗会瞬间偏离 50Ω,反射系数增大,信号完整性就会受损。设计时要通过专业软件(如 Altium Designer、Cadence)计算传输线宽度和间距,确保阻抗偏差控制在 ±10% 以内,同时避免传输线出现直角、锐角 —— 直角转弯处的阻抗会突变,可改为 45° 角或圆弧过渡,减少信号反射。


第二个容易被忽略的细节是接地设计。高频信号的接地不当,会导致地平面噪声增大,进而干扰信号传输。很多工程师习惯采用 “单点接地”,但在高频场景下,单点接地会使接地线过长,形成寄生电感,反而增加噪声。高频 / 混压板更适合采用 “多点接地” 或 “星形接地”:对于频率高于 100MHz 的信号,可在元器件就近位置设置接地过孔,让接地路径最短;而混压板中同时存在高频和低频电路时,要将高频地和低频地分开布局,最后通过一个公共接地点连接,避免低频地噪声串入高频电路。


第三个关键细节是元器件布局。高频元器件(如射频芯片、天线、滤波器)的布局要遵循 “信号路径最短” 原则,减少信号在传输过程中的损耗。比如射频芯片的输出端到天线的传输线,应尽量缩短,且避免穿过其他信号线路;同时,高频元器件要远离电源模块、继电器等强干扰源,防止电磁干扰(EMI)影响高频信号。另外,混压板中高频电路和低频电路的布局要分区明确,中间可设置屏蔽条或接地隔离带,降低不同电路之间的串扰。


第四个细节是过孔的设计与使用。过孔是高频 / 混压板中连接不同层的重要结构,但不当的过孔设计会引入寄生电容和电感,影响高频信号。比如过孔的孔径过大,会增加寄生电容;而过孔数量过多,会导致地平面不连续,产生噪声。设计时要尽量减少过孔数量,必要时可采用盲孔或埋孔(仅连接特定层,不贯穿整个板件),减少对其他层信号的影响;同时,过孔周围要设置接地环,通过接地环抵消过孔的寄生效应,保证信号传输稳定。


总之,高频 / 混压板的设计是 “细节决定成败”,只有把控好阻抗控制、接地、元器件布局、过孔设计这 4 个细节,才能最大限度减少信号损耗和干扰,确保设备的高频性能达标。


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