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PCB技術

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PCB佈局的一些基本規則
2020-09-10
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Author:Holia      Share


Layout是PCB設計的重要環節,也是整個PCB設計中最耗時的部分。工程師需要遵循一些基本規則,如倒角規則、3W規則等。


接地電路規則

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最小環路規則是信號線與其環路形成的環形區域應盡可能小。環形面積越小,外界輻射越少,受到外界干擾也就越小。


根據這個規則,地平面分割要考慮地平面和重要信號線的分佈,防止地平面開槽引起的問題;


在雙層板的設計中,在給電源留出足夠空間的情況下,左邊部分應填充參考地,並添加一些必要的接地過孔,以有效連接兩側信號。一些關鍵信號應盡量用地線隔離。對於一些高頻設計,應特別考慮地平面信號電路。建議使用多層板

屏蔽保護規則


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相應的接地電路規則其實就是盡量減少信號的環路面積,這在一些重要的信號中經常看到,比如時鐘信號和同步信號;


對於一些特別重要的高頻信號,我們應該考慮銅軸電纜屏蔽結構的設計,即用地線來隔離線路,左右,以及如何有效地將屏蔽地與屏蔽地結合起來。應考慮實際地平面。

串擾控制規則

串擾是指PCB上不同網絡之間長長的平行佈線引起的相互干擾,主要是由於平行線之間的分佈電容和電感引起的。克服串擾的主要措施如下:


增加平行走線間距,遵循3W規則;
在平行線之間插入接地隔離線;
減少佈線層與地平面之間的距離。

3W茹

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為了減少線間串擾,需要保證線間距足夠大。當線中心距不小於3倍線寬時,70%的電場不能相互干擾,稱為3W規則。要實現 98% 的電場且互不干擾,可以使用 10 W 的間距。

路由的方向控制規則

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佈線的方向控制規則,即相鄰層的佈線方向為正交結構。相鄰層應避免不同信號線走同一方向,減少不必要的層間干擾;當這種情況由於板結構限制(如某些背板)難以避免時,尤其是信號速率較高時,應考慮將佈線層與地平面隔離,將信號線與焊盤信號隔離線。



接線開環檢查規則

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一般不允許在一端浮動佈線(Dangling Line),主要是為了避免“天線效應”,減少不必要的干擾輻射和接受,否則可能帶來不可預知的結果。


閉環接線檢驗規則

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防止信號線在不同層之間形成自環。這種問題在多層板的設計中很容易出現,自環會造成輻射干擾。


倒角規則


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在PCB設計中,要避免尖角和直角產生不必要的輻射,同時工藝性能也不好。

設備解耦規則


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在印製板上加入必要的去耦電容,濾除電源上的干擾信號,穩定電源信號。建議電源通過濾波電容後連接到電源引腳。

電源地平面完整性規則

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對於通孔密集的區域,要注意避免將電源與地層之間的鏤空區域的孔連接起來,形成平面層的分割,從而破壞平面層的完整性,增加環路地層中信號線的區域。為避免損壞平面層,過孔之間的距離應至少為一根信號線。


電源地平面重疊規則

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不同電源層應避免空間重疊。為了減少不同電源之間的干擾,特別是一些電壓差較大的電源之間的干擾,必須避免電源平面的重疊問題。如果難以避免,可以考慮夾層。


20H 規則

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由於電源層與地層之間的電場是可變的,電磁干擾會從板的邊緣輻射。這叫做邊緣效應。


解決辦法是縮小電源層,使電場只在地平面範圍內傳導。以H(電源與地之間的電介質厚度)為單位,如果電場縮進20h,可以將70%的電場限制在地平面的邊緣,98%的電場可以限制在100h以內。