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這20個(gè)PCB設(shè)計(jì)規(guī)則，得收藏好了

時(shí)間：2021-11-29 16:04:14
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[導(dǎo)讀]大家好，我是記得誠(chéng)。PCB設(shè)計(jì)中，需要遵循很多規(guī)則，以保證PCB質(zhì)量，今天誠(chéng)哥匯總了20個(gè)，抓緊收藏吧。1、3W規(guī)則為了減少線(xiàn)間串?dāng)_，應(yīng)保證線(xiàn)間距足夠大，當(dāng)線(xiàn)中心間距不少于3倍線(xiàn)寬時(shí)，則可保持70%的電場(chǎng)不互相干擾，稱(chēng)為3W規(guī)則，使用10W的間距時(shí)，可以達(dá)到98%的電場(chǎng)不互相干擾...

大家好，我是記得誠(chéng)。
PCB設(shè)計(jì)中，需要遵循很多規(guī)則，以保證PCB質(zhì)量，今天誠(chéng)哥匯總了20個(gè)，抓緊收藏吧。
1、3W規(guī)則
為了減少線(xiàn)間串?dāng)_，應(yīng)保證線(xiàn)間距足夠大，當(dāng)線(xiàn)中心間距不少于3倍線(xiàn)寬時(shí)，則可保持70%的電場(chǎng)不互相干擾，稱(chēng)為3W規(guī)則，使用10W的間距時(shí)，可以達(dá)到98%的電場(chǎng)不互相干擾。

2、20H規(guī)則

由于電源層與地層之間的電場(chǎng)是變化的，在板的邊緣會(huì)向外輻射電磁干擾，稱(chēng)為邊沿效應(yīng)。
解決的辦法是將電源層內(nèi)縮，使得電場(chǎng)只在接地層的范圍內(nèi)傳導(dǎo)。以一個(gè)H（電源和地之間的介質(zhì)厚度）為單位，若內(nèi)縮20H則可以將70%的電場(chǎng)限制在接地層邊沿內(nèi)；內(nèi)縮100H則可以將98%的電場(chǎng)限制在內(nèi)。

3、五-五規(guī)則
印制板層數(shù)選擇規(guī)則，即時(shí)鐘頻率到5MHz或脈沖上升時(shí)間小于5ns，則PCB板須采用多層板，這是一般的規(guī)則，有的時(shí)候出于成本等因素的考慮，采用雙層板結(jié)構(gòu)時(shí)，這種情況下，最好將印制板的一面做為一個(gè)完整的地平面層。
4、地線(xiàn)回路規(guī)則
  • 環(huán)路最小規(guī)則，即信號(hào)線(xiàn)與其回路構(gòu)成的環(huán)面積要盡可能小，環(huán)面積越小，對(duì)外的輻射越少，接收外界的干擾也越小；


  • 在地平面分割時(shí)，要考慮到地平面與重要信號(hào)走線(xiàn)的分布，防止由于地平面開(kāi)槽等帶來(lái)的問(wèn)題；


  • 在雙層板設(shè)計(jì)中，在為電源留下足夠空間的情況下，應(yīng)該將留下的部分用參考地填充，且增加一些必要的孔，將雙面地信號(hào)有效連接起來(lái)，對(duì)一些關(guān)鍵信號(hào)盡量采用地線(xiàn)隔離；


    對(duì)一些頻率較高的設(shè)計(jì)，需特別考慮其地平面信號(hào)回路問(wèn)題，建議采用多層板為宜。





5、串?dāng)_控制
串?dāng)_（Cross Talk）是指PCB上不同網(wǎng)絡(luò)之間因較長(zhǎng)的平行布線(xiàn)引起的相互干擾，主要是由于平行線(xiàn)間的分布電容和分布電感的作用，克服串?dāng)_的主要措施是：
  • 加大平行布線(xiàn)的間距，遵循3W規(guī)則；


  • 在平行線(xiàn)間插入接地的隔離線(xiàn)；


  • 減小布線(xiàn)層與地平面的距離；





6、屏蔽保護(hù)
對(duì)應(yīng)地線(xiàn)回路規(guī)則，實(shí)際上也是為了盡量減小信號(hào)的回路面積，多見(jiàn)于一些比較重要的信號(hào)，如時(shí)鐘信號(hào)，同步信號(hào)；對(duì)一些特別重要，頻率特別高的信號(hào)，應(yīng)該考慮采用銅軸電纜屏蔽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即將所布的線(xiàn)上下左右用地線(xiàn)隔離，而且還要考慮好如何有效的讓屏蔽地與實(shí)際地平面有效結(jié)合。

7、走線(xiàn)方向控制
即相鄰層的走線(xiàn)方向成正交結(jié)構(gòu)，避免將不同的信號(hào)線(xiàn)在相鄰層走成同一方向，以減少不必要的層間竄擾。（相鄰層信號(hào)不平行即可，實(shí)際情況不一定非要正交，受限于走線(xiàn)空間）



考慮到空間有限時(shí)，特別是信號(hào)速率較高時(shí)，插入地平面隔離各布線(xiàn)層，用地信號(hào)線(xiàn)隔離各信號(hào)線(xiàn)。







8、走線(xiàn)的開(kāi)環(huán)檢查規(guī)則
不容許出現(xiàn)浮空多余的走線(xiàn)，為了避免產(chǎn)生"天線(xiàn)效應(yīng)"，減少不必要的干擾輻射。


9、阻抗匹配檢查規(guī)則
同一網(wǎng)絡(luò)的布線(xiàn)寬度應(yīng)保持一致，線(xiàn)寬的變化會(huì)造成線(xiàn)路特性阻抗的不均勻，當(dāng)傳輸?shù)乃俣容^高時(shí)會(huì)產(chǎn)生反射，在設(shè)計(jì)中應(yīng)該盡量避免這種情況。




在某些條件下，如接插件引出線(xiàn)，BGA封裝的引出線(xiàn)類(lèi)似的結(jié)構(gòu)時(shí)，可能無(wú)法避免線(xiàn)寬的變化，應(yīng)該盡量減少中間不一致部分的有效長(zhǎng)度。




10、走線(xiàn)匹配規(guī)則
在高速數(shù)字電路中，當(dāng)PCB布線(xiàn)的延遲時(shí)間大于信號(hào)上升時(shí)間（或下降時(shí)間）的1/4時(shí)，該布線(xiàn)即可以看成傳輸線(xiàn)，為了保證信號(hào)的輸入和輸出阻抗與傳輸線(xiàn)的阻抗正確匹配，可以采用多種形式的匹配方法，所選擇的匹配方法與網(wǎng)絡(luò)的連接方式和布線(xiàn)的拓樸結(jié)構(gòu)有關(guān)。

11、走線(xiàn)閉環(huán)檢查規(guī)則
防止信號(hào)線(xiàn)在不同層間形成自環(huán)，在多層板設(shè)計(jì)中容易發(fā)生此類(lèi)問(wèn)題，自環(huán)將引起輻射干擾。

12、走線(xiàn)分支長(zhǎng)度控制規(guī)則
盡量控制分枝的長(zhǎng)度，一般的要求是Tdelay<=Trise/20。

13、走線(xiàn)諧振規(guī)則
主要針對(duì)高頻信號(hào)設(shè)計(jì)而言，即布線(xiàn)長(zhǎng)度不得與其波長(zhǎng)成整數(shù)倍關(guān)系，以免產(chǎn)生諧振現(xiàn)象。

14、走線(xiàn)長(zhǎng)度控制規(guī)則

即短線(xiàn)規(guī)則，走線(xiàn)盡量短，特別是重要的信號(hào)線(xiàn)如時(shí)鐘線(xiàn)。

15、倒角規(guī)則
走線(xiàn)避免出現(xiàn)直角和銳角。

16、器件去耦規(guī)則
添加必要的去耦電容，電源先經(jīng)過(guò)電容濾波后再給器件使用，去耦電容遵從靠近原則。

17、器件布局分區(qū)規(guī)則
不同頻率的器件，一般高速放在接口處，關(guān)于地平面，考慮將兩者的地分割，然后在接口處單點(diǎn)連接。




對(duì)混合電路，有的將數(shù)字和模擬分別放在PCB的兩面，中間用地層隔離。





18、孤立銅區(qū)控制規(guī)則
孤立銅區(qū)的出現(xiàn)，將帶來(lái)一些不可預(yù)知的問(wèn)題，因此將孤立銅區(qū)與別的信號(hào)相接，有助于改善信號(hào)質(zhì)量，通常是將孤立銅區(qū)接地或刪除。





19、電源與地線(xiàn)層的完整性規(guī)則
對(duì)于導(dǎo)通孔密集的區(qū)域，要注意避免孔在電源和地層的挖空區(qū)域相互連接，形成對(duì)平面層的分割，從而破壞平面層的完整性，并進(jìn)而導(dǎo)致信號(hào)線(xiàn)在地層的回路面積增大。

20、重疊電源與地線(xiàn)層規(guī)則
不同電源層在空間上要避免重疊。主要是為了減少不同電源之間的干擾，特別是一些電壓相差很大的電源之間，電源平面的重疊問(wèn)題一定要設(shè)法避免，難以避免時(shí)可考慮中間隔地層。

今天的文章到這里就結(jié)束了，希望對(duì)你有幫助，我們下一期見(jiàn)。
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