人們對電子產品的多功能需求不斷將電路板技術推向更高的能力和性能水平。為了支持這些增強功能，電路板設計師每天都在設計處理PCB以越來越快的信號速度工作。高速信號一度是的設計挑戰，但現在它們正成為PCB布局設計過程中的一個正常部分。
成功的高速布局需要設計師理解在他們的電路板上使用高速傳輸線的原理和技術。不再可以純粹為了美觀或降低成本而布線。相反，首要任務是設計最佳的線路布線，以獲得最大的信號性能，并盡可能多地消除信號完整性問題。要做到這一點，設計師需要了解他們將使用的傳輸線類型，以及什么樣的布局技術最適合他們的設計。
PCB布局設計外派工程師在很長一段時間內都沒有擔心線路的信號完整性問題。這是因為在較低頻率下工作的短信號線不會產生導致信號完整性問題的條件。然而，更高的信號速度加上更長的信號線，會將PCB線路的改變為傳輸線。高速信號在線路中來回傳播的延遲比其波形的上升和下降時間長，從而產生信號反射的可能性。
在高速設計中，最長的PCB線路應被視為傳輸線。試圖想象一下一條PCB線路何時不再像一個簡單的導體，而開始像一條傳輸線，并不是一項簡單的任務，因為沒有一個特定的PCB線路長度會導致這種變化。當信號的上升時間乘以其速度大致等于PCB線路的長度時，PCB線路的行為將傾向于像傳輸線一樣。
可以肯定的是，如果您使用的是確定阻抗值的高速信號，那么您應該始終按照阻抗要求設計傳輸線，而不必擔心PCB線路的長度。如果忽略軌跡的傳輸線效應，信號波的快速上升和下降時間可能會產生巨大的問題。這些情況可能會導致反射、EMI、串擾和一系列其他信號完整性問題。接下來，我們來看看電路板布局中的傳輸線是什么。
高速設計在地平面層上的線路
了解PCB線路板中的輸電線路類型
印刷電路板布局中的傳輸線是使用兩個導體的：信號線路及其在參考層上的返回路徑，參考層通常是接地的。這兩個導體由電介質材料隔開，通常的結構是信號層上與相鄰的地面平面上的線路。設計人員通過用介質材料仔細計算線路的銅厚和兩個導體之間的間距來確定線路的寬度。這確保了線路在整個布線中具有相同的阻抗，稱為阻抗控制布線。
微帶線：微帶線的布線結構是PCB板上數字電路實現阻抗調節常用的方法，它能夠較好地通過調整導線參數來控制特性阻抗，是高速電路PCB板中常見的布線形式。表面微帶線是將PCB導線貼附于絕緣介質的表面并暴露在空氣中，在介質的另一面是接地參考平面或電源面，相當于雙面PCB或多層板中的外層信號與相鄰的接地層或電源層，如下圖所示。
帶狀線：當線路位于返回路徑的兩個參考平面之間時，它被稱為帶狀線。正如你在下面看到的，帶狀線提供了微帶線所不能提供的其他設計，比如不對稱和寬邊耦合。
PCB布局中不同類型傳輸線的示意圖
還有另一種傳輸線設計，其中外部信號線的返回路徑由其兩側的兩條接地線路提供，而不是基準面。這種設計要求沿線路長度之間有精確的間距，但并不常用。
高速設計中的幾乎任何信號都可以像傳輸線一樣工作，包括數據、內存、時鐘、控件和設計中的任何其他網絡。關鍵是你工作的信號速度有多快。上升時間小于等于5納秒的信號將其歸類為高速信號。對于設計師來說，認識到信號速度不是通過時鐘頻率來測量也是很重要的。僅僅因為一個組件的時鐘速度較低，并不意味著它不是一個上升和下降時間都很快的高速設備�，F在，讓我們來看看在高速設計中布置這些不同類型的傳輸線時所需的一些技術。
PCB傳輸線布局技術
布線傳輸線時的一個主要考慮因素是通過使用特定的線路寬度來控制線的阻抗。如果阻抗沿線路長度不匹配，將產生信號反射，并可能干擾信號，導致發送的數據損壞。為了控制該阻抗，以便從電源到負載保持相同的值，設計師必須計算電路板的物理特性，以確定正確的線路寬度。
計算受控阻抗的線路寬度有不同的方法：
使用Si9000計算器之一。
現在，大多數PCB CAD系統的軟件中都有阻抗計算器，以幫助設計師配置設計的電路板疊層設計。
利用PCB制造商的經驗。這些人已經制作電路板很長一段時間了，他們完全理解一個成功的設計需要什么。此時您將得到您需要阻抗值、PCB板疊層結構和制造信息。
一旦您的PCB設計數據確定設計正確，是時候Layout PCB了。以下是傳輸線布線由需要記住的一些設計建議：
不要穿過參考平面上的裂縫、斷裂或擁擠區域，否則會破壞返回路徑。
信號線路不要穿越參考層上的無銅區域——這將破壞返回路徑。
盡可能將傳輸線保持在同一層上。
將差分信號線放在一起，并保證它們的間距一致等；不要在過孔等周圍將它們分開。
差分信號線間距要小參考層介質厚度
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