观海微电子----布线基本原则

简介: 本文介绍PCB设计中的关键走线原则,包括3W规则、走线最短化、信号回路最小化、相邻层垂直布线、串扰控制及避免自环与分支过长,强调地平面完整性和电磁兼容性,提升信号质量与抗干扰能力。

本文介绍了PCB设计中的关键走线原则,如遵循3W原则以减少电磁干扰、走线短直以降低分布电感电容影响、信号回路最小化、相邻层垂直布线、串扰控制措施以及避免自环和分支长度的管理,确保电磁兼容性和信号质量。

基本原则:

走线遵循3W原则,即:线中心到线中心的距离为3倍线宽。(可以避免两线之间发生电磁串扰。)

走线尽量短,少打过孔,少折线,不走90度折线。

走线越短越好,走线越长,带来的分布电感和分布电容值越大,这将会导致调整电路系统发生反射,振荡等。

PCB板上所有的信号传导回路最小化。包括电源回路和GND回路。

(信号由发射端经走线到接受端,之后还要回流回电源的,而一般来说地平面式作为回流层的,简单的说就是发射端---走线---接受端---地面 就是回流环路的,会向外辐射能量的,与环路的面积有关,而最小的环路就是,走线与参考地面的走线下方的回流路径 )

相邻层的走线尽量垂直布线,有利于减少层间信号的电磁干扰。

地线,电源线要加粗。走线的宽度要求:地线 > 电源线 > 信号线。

所有具有一定电压的印制板都会向空间辐射电磁能量,为减少这个效应,电源层比地层内缩 20H,H 为电源层与地层之间的距离,20H一般为3mm左右。

20H针对的是电磁兼容性。内缩20H则可以将70%电场限制在接地边沿内。

板子的边缘尽可能被GND包裹。尽量保证地平面的完整。对信号回流,EMI等有利。

走线方向控制规则

相邻层的走线方向成正交结构,避免将不同的信号线在相邻层走成同一方向,以减少不必要的层间窜扰;当由于板结构限制(如某些背板)难以避免出现该情况,特别是信号速率较高时,应考虑用地平面隔离各布线层,用地信号线隔离各信号线。

串扰控制

串扰(CrossTalk)是指PCB上不同网络之间因较长的平行布线引起的相互干扰

克服串扰的主要措施是:

加大平行布线的间距,遵循3W规则。 满足3W,可保持70%的线间电场不互相干扰。

在平行线间插入接地的隔离线。

地线回路规则

环路最小规则,即信号线与其回路构成的环面积要尽可能小,环面积要尽可能小,环面积越小,对外的辐射越少,接收外界的干扰也越小。针对这一规则,在地平面分割时,要考虑到地平面与 重要信号走线的分布,防止由于地平面开槽等带来的问题;在双层板设计中,在为电源留下足够空间的情况下,应该将留下的部分用参考地填充,且增加一些必要的过孔,将双面信号有效连接起来,对一些关键信号尽量采用地线隔离,对一些频率较高的设计,需特别考虑其地平面信号回路问题

走线闭环检查规则

防止信号线在不同层间形成自环。在多层板设计中容易发生此类问题,自环将引起辐射干扰。

分支长度控制规则

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