入门高速PCB设计二

文章目录一、20H/3W原则介绍1.1、3W规则1.2、20H规则二、多层板电源如何处理2.1、分配专用层2.2、电源层分割三、跨分割对信号的影响3.1、什么是跨分割3.2、跨分割的影响四、开关电源PCB设计规范4.1、开关电源布线要点五、电流与线宽的关系六、电流与过孔的关系七、常见模块接口设计规范7.1、DDR3模块布线要点7.2、HDMI布线要点7.3、晶振布线要点7.4、USB接口设计规范八、PCB设计布局布线技巧8.1、模块化布局8.2、布局对齐美观8.3、重要信号线优先处理8.4、避免Stub布线8.5、避免直角走线一、20H/3W原则介绍1.1、3W规则信号线的中心间距不少于3倍线宽时则可保证70%的电场不互相干扰称为3W规则。使用原因是一般信号线间距足够大时可以减少信号线之间的串扰。当满足2W间距时可保证50%的电场不互相干扰。如果要达到98%的电场不互相干扰则需使用10W间距。1.2、20H规则将电源层相对于地层内缩使电场只在接地层的范围内传导。其中一个H电源和地之间的介质厚度为单位内缩20H可将70%的电场限制在接地层边沿内。若内缩100H则可将98%的电场限制在内。内缩原因是电源层和地层之间的电场是变化的在板子的边缘会向外辐射电磁干扰将电源层内缩可以让电场只在接地层的范围内传导有效提高了EMC电磁兼容。一般在PCB设计时把电源层比地层内缩1mm或者必须≥20mil优先40mil基本就可以满足20H的原则。二、多层板电源如何处理2.1、分配专用层2.2、电源层分割三、跨分割对信号的影响3.1、什么是跨分割跨分割主要指的是电源平面或地平面的分割导致信号走线的参考平面不完整从而使得信号在传输过程中从一个电源面跨接到另一个电源面。3.2、跨分割的影响1、跨分割会增大电流的环路面积从而加大环路电感。产生共模辐射增加向空间的辐射干扰2、跨分割会导致信号走线的阻抗不连续。在高速数字信号系统中高速信号是以参考平面作为回流路径当参考平面不完整时信号的阻抗就会发生变化这可能导致信号的反射和振荡从而影响信号完整性3、跨分割还容易使信号之间发生串扰串扰是指一个信号线路上的信号能量部分转移到相邻的信号线路上的现象这会导致信号质量的下降。四、开关电源PCB设计规范4.1、开关电源布线要点电源输入/输出路径布线采用铺铜处理铺铜宽度必须满足电源电流大小。输入/输出路径尽量少打孔换层打孔换层的位置须考虑滤波器件位置输入应打孔在滤波器件之前输出在滤波器件之后。反馈路径需要远离干扰源和大电流的平面上一般采用10mil以上的线连到输出滤波电容之后。开关电源模块内部的信号互联线尽量短而粗一般加粗到10mil以上但不能比焊盘粗。开关电源模块的电感器件底下需避免走线其所在层需挖空铜皮处理挖空至丝印位置电感附近如有走线需要对信号线包地处理防止造成电磁干扰EMI这种干扰可能会导致信号质量下降。五、电流与线宽的关系六、电流与过孔的关系七、常见模块接口设计规范7.1、DDR3模块布线要点7.2、HDMI布线要点7.3、晶振布线要点7.4、USB接口设计规范八、PCB设计布局布线技巧8.1、模块化布局在布局时可以使用绘制布局辅助区域框线将各个模块区域进行划分与放置从而确保整个布局的构思既清晰又明确条理分明井然有序。8.2、布局对齐美观布局应追求美观与整齐确保大器件间及小器件间各自垂直水平居中对齐以提升整体视觉效果和布局精度同时便于后续的贴片与维修调试工作8.3、重要信号线优先处理布线可分优先级去处理优先布线时钟信号线、高频信号线、差分信号线等关键信号线确保PCB的信号布线质量避免电磁干扰和信号串扰提高PCB的可靠性和性能。8.4、避免Stub布线布线时应避免产生未连接线段Stub线以防形成天线效应从而有效减少不必要的电磁干扰接收。保持线路整洁有助于提升信号稳定性。8.5、避免直角走线应避免直角走线因为直角转折会导致传输线线宽变化进而引起阻抗不连续影响信号传输质量。采用平滑的曲线或弧形走线可以保持阻抗的一致性确保信号稳定传输。