在电子工程领域，高速PCB设计无疑是一项挑战性极大的工作。随着现代电子设备向更高频率、更大功能密度的方向发展，传统的设计方法已无法满足需求。因此，高速PCB设计需要遵循特定的经验规则和最佳实践，以确保信号完整性和电源完整性，从而保证系统性能稳定可靠。本文将详细分享关于高速PCB设计的经验规则。
一、布局规划分区设计：高速电路与低速电路分开布局，以避免高频噪声对低频信号产生干扰。数字电路和模拟电路分区，减少互相干扰。关键元件放置：高速器件（如处理器、DDR内存）应靠近连接器或传输线路的终端，以缩短传输路径，减少延迟。晶振等时钟源要尽量靠近使用器件，并远离敏感信号和IO连接器。热管理：高功率器件尽量分布均匀，避免局部过热。散热器和冷却装置的位置要有助于空气流通，提高散热效果。
二、叠层设计多层板：
建议采用多层板设计，以提供更多的地平面和电源平面，从而提高信号的稳定性。常见的层数设置包括四层（信号-地-电源-信号）或六层（信号-地-信号-信号-地-信号）。对称层设置：
保持层与层的对称性，避免不对称导致的弯曲应力，例如，若顶层有走线，则靠近底层也应有走线。地平面：
地平面应该尽可能完整，不被分割，以提高抗干扰能力。用大面积的地平面来减小接地电阻和电感。
三、布线策略差分布线：高速信号应采用差分对布线（如USB、DDR），以增强抗电磁干扰的能力。差分对要走在一起，且长度一致，避免阻抗不匹配。避免直角转弯：布线时避免出现90度直角转弯，改用45度切角或圆弧过渡，减少信号反射。转角处可适当放置泪滴形状，以进一步减少信号反射和EMI辐射。过孔数量最小化：尽量减少过孔的使用，因为每个过孔都会引起阻抗变化和信号损耗。必须用过孔时，应选择较小尺寸并控制钻孔的精度，必要时使用背钻技术。
四、阻抗控制传输线效应：
当信号频率超过50MHz时，必须考虑传输线效应，保持走线的特性阻抗一致。常用的特性阻抗值为50Ω和75Ω，具体选择需根据应用场景确定。阻抗匹配：
在驱动端和接收端进行阻抗匹配，避免由于阻抗不匹配引起的信号反射。使用端接电阻（如串联端接、并联端接）来调节阻抗，确保信号沿传输路径无反射。
五、电源完整性去耦电容：在每个电源引脚附近放置去耦电容，以滤除高频噪声。一般选用0.1μF和更大的钽电容组合。去耦电容应尽量靠近放置器件的电源引脚，并且连接过孔应尽量短。电源平面分割：如果必须分割电源平面，应确保分割缝隙不影响关键布线的回流路径。在不同电源区域之间使用适当的磁珠、电感等元件连接，以防止噪声耦合。
六、信号完整性端接技术：对于长距离信号传输，使用端接技术（如串联端接、并联端接或RC端接）来吸收反射，保证信号完整性。根据具体信号特点选择适当的端接方式和参数。差分对布线：高速串行差分信号（如LVDS、CML）需要严格控制差分阻抗和共模阻抗，确保走线长度一致，并且间距保持一致。
七、仿真与验证仿真工具：
使用EDA工具（如Mentor HyperLynx、Cadence Sigrity）进行前期仿真，评估信号完整性和EMI问题。通过仿真调整叠层结构、布线方案和端接参数，优化设计。原型测试：
制作原型板并进行实际测试，验证设计的合理性和可靠性。使用示波器、频谱分析仪等仪器检测信号质量和EMI辐射情况。
八、其他经验技巧泪滴技术：在过孔和元器件焊盘上添加泪滴状铜皮，以减少应力集中，提升机械稳定性和电气性能。丝印层处理：避免在关键信号走线下方放置大量文字和图形，防止对信号产生干扰。组件位号、测试点等标识应精练明了，不应影响制造和装配工艺。 