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PCB設計中耳熟的3W原則、20H原則和五五原則

發布時間:2019-11-19 責任編輯:wenwei

【導讀】3W原則是指多個高速信號線長距離走線的時候,其間距應該遵循3W原則,例如時鐘線,差分線,視頻、音頻信號線,復位信號線及其他系統關鍵電路需要遵循3W原則,而并不是板上所有的布線都要強制符合3W原則。
 
3W原則
 
在PCB設計中為了減少線間串擾,應保證線間距足夠大,當線中心間距不少于3倍線寬時,則可保持大部分電場不互相干擾,這就是3W規則。
 
3W原則是指多個高速信號線長距離走線的時候,其間距應該遵循3W原則,例如時鐘線,差分線,視頻、音頻信號線,復位信號線及其他系統關鍵電路需要遵循3W原則,而并不是板上所有的布線都要強制符合3W原則。
 
PCB設計中耳熟的3W原則、20H原則和五五原則
 
滿足3W原則能使信號間的串擾減少70%,而滿足10W則能使信號間的串擾減少近98%。
 
3W原則雖然易記,但要強調一點,這個原則成立是有先前條件的。從串擾成因的物理意義考量,要有效防止串擾,該間距與疊層高度、導線線寬相關。對于四層板,走線與參考平面高度距離(5~10mils),3W是夠了;但兩層板,走線與參考層高度距離(45~55mils),3W對高速信號走線可能不夠。3W原則一般是在50歐姆特征阻抗傳輸線條件下成立。
 
一般在設計過程中因走線過密無法所有的信號線都滿足3W的話,我們可以只將敏感信號采用3W處理,比如時鐘信號、復位信號。
 
20H原則
 
是指電源層相對地層內縮20H的距離,當然也是為抑制邊緣輻射效應。在板的邊緣會向外輻射電磁干擾。將電源層內縮,使得電場只在接地層的范圍內傳導。有效的提高了EMC。若內縮20H則可以將70%的電場限制在接地邊沿內;內縮100H則可以將98%的電場限制在內。
 
“20H規則”的采用是指要確保電源平面的邊緣要比0V平面邊緣至少縮入相當于兩個平面間層距的20倍。
 
這個規則經常被要求用來作為降低來自0V/電源平面結構的側邊射擊發射技術(抑制邊緣輻射效應)。但是,20H規則僅在某些特定的條件下才會提供明顯的效果。
 
這些特定條件包括有:
 
1、在電源總線中電流波動的上升/下降時間要小于1ns。
 
2、電源平面要處在PCB的內部層面上,并且與它相鄰的上下兩個層面都為0V平面。這兩個0V平面向外延伸的距離至少要相當于它們各自與電源平面間層距的20倍。
 
3、在所關心的任何頻率上,電源總線結構不會產生諧振。
 
4、PCB的總導數至少為8層或更多。
 
PCB設計中耳熟的3W原則、20H原則和五五原則
 
五五原則
 
印制板層數選擇規則,即時鐘頻率到5MHz或脈沖上升時間小于5ns,則PCB板須采用多層板,這是一般的規則,有的時候出于成本等因素的考慮,采用雙層板結構時,這種情況下,最好將印制板的一面做為一個完整的地平面層。
 
 
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