5G的工作頻率將比4G高得多,，從而迫使PCB設(shè)計(jì)人員重新考慮其板的設(shè)計(jì)和制造方式,。

　　隨著5G的到來,，電氣工程師必須重新考慮（有時(shí)是重新設(shè)計(jì)）他們的PCB和其他基礎(chǔ)設(shè)施,，以支持新頻譜的高頻率,。信號(hào)完整性將成為5G PCB板設(shè)計(jì)中的首要問題,。

　　5G在電磁頻譜上的位置

　　在本文中,，讓我們看一下更高頻率對(duì)PCB信號(hào)完整性的影響以及緩解這些問題的方法,。

　　為什么5G頻率對(duì)信號(hào)完整性不利？

　　在電路板設(shè)計(jì)中,，頻率的增加會(huì)對(duì)信號(hào)完整性產(chǎn)生許多不良影響--特別是增加噪聲和衰減的影響,。

　　噪聲

　　關(guān)于噪聲，首先要考慮的是,，隨著系統(tǒng)頻率的增加,，信號(hào)反射變得越來越重要。根據(jù)傳輸線理論,，反射與傳輸線長度與信號(hào)波長之比直接相關(guān),。

　　信號(hào)反射

　　我們還知道，信號(hào)波長隨著頻率的增加而減?。é? v / f）,。因此，隨著5G引入更高的頻率,，設(shè)計(jì)人員還必須考慮信號(hào)反射的影響,，例如振鈴或其他失真，這會(huì)在系統(tǒng)中引起更多噪聲并有效降低SNR,。

　　電容和電感耦合

　　此外,，由于電容和電感分別與電壓和電流的變化率相關(guān)，因此電容耦合和電感耦合的影響變得更加相關(guān) ,。這也會(huì)產(chǎn)生噪聲和失真,，從而降低SNR。

　　衰減與集膚效應(yīng)

　　關(guān)于衰減,，一個(gè)重要的考慮因素是所謂的集膚效應(yīng),。實(shí)質(zhì)上表明,，隨著信號(hào)頻率的增加，信號(hào)在導(dǎo)體內(nèi)的穿透深度會(huì)減小,。

　　集膚效應(yīng)

　　集膚效應(yīng)的重要含義是,，隨著較高的頻率穿過較小的區(qū)域，它們會(huì)遇到更大的阻力并引起更大的IR損耗,。這種損耗也會(huì)降低SNR,。

　　在5G設(shè)計(jì)中提高SNR的方法

　　在高速設(shè)計(jì)中，有許多因素會(huì)影響信號(hào)的完整性,。那么,，5G PCB板的設(shè)計(jì)者可以做什么呢？

　　控制電路板阻抗

　　減輕信號(hào)反射和衰減的重要步驟是控制電路板阻抗,。擁有適當(dāng)端接的線路和精心設(shè)計(jì)的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)對(duì)于防止信號(hào)反射并為電路模塊提供最大功率至關(guān)重要,。

　　專注于制造中的阻抗：mSAP

　　制造電路板時(shí)也可以解決阻抗控制問題。傳統(tǒng)的PCB制造工藝具有創(chuàng)建具有梯形橫截面的走線的缺點(diǎn),。這些橫截面會(huì)改變走線本身的阻抗,，從而嚴(yán)重限制了5G應(yīng)用。

　　一種解決方案是使用mSAP（半添加制造過程）技術(shù),，該技術(shù)可使制造商以更高的精度創(chuàng)建走線,。控制線路的幾何形狀還可以幫助減輕集膚效應(yīng)和由于它引起的信號(hào)功率損失,。

　　減法與mSAP流程,。圖片由Proto-Electronics提供

　　放置元件和走線

　　在減輕諸如耦合之類的影響時(shí),，最重要的事情就是明智地將組件和走線相對(duì)于彼此并接地,。例如，具有埋入接地層和電源平面的多層PCB可能是有用的解決方案,。

　　將敏感線放置在接地平面附近會(huì)強(qiáng)制與地（與其他線相反）進(jìn)行電容性耦合,，并為高速信號(hào)提供低電感返回路徑。

　　5G設(shè)計(jì)的更多注意事項(xiàng)

　　盡管本文未解決所有問題或解決方案的詳盡列表,，但我們回顧了5G頻率在信號(hào)完整性方面的一些高級(jí)問題以及解決這些問題的可能的設(shè)計(jì)解決方案,。

　　顯然，5G將給PCB工程師帶來信號(hào)完整性挑戰(zhàn),，因?yàn)樵肼暫退p的頻率相關(guān)效應(yīng)都會(huì)降低SNR,。對(duì)于成功的5G設(shè)計(jì)，本文中未考慮的一些因素（例如電介質(zhì)和基板材料的選擇）同樣重要,。