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PCB布局布线规则

2018-12-08 09:28
云创硬见
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7、器件布局分区/分层规则:

主要是为了防止不同工作频率的模块之间的互相干扰,同时尽量缩短高频部分的布线长度。

对混合电路,也有将模拟与数字电路分别布置在印制板的两面,分别使用不同的层布线,中间用地层隔离的方式。

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8、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,环面积越小,对外的辐射越少,接收外界的干扰也越小。

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9、电源与地线层的完整性规则:

对于导通孔密集的区域,要注意避免孔在电源和地层的挖空区域相互连接,形成对平面层的分割,从而破坏平面层的完整性,并进而导致信号线在地层的回路面积增大。

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10、3W规则:

为了减少线间串扰,应保证线间距足够大,当线中心间距不少于3倍线宽时,则可保持70%的电场不互相干扰,称为3W规则。如要达到98%的电场不互相干扰,可使用10W的间距。

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11、屏蔽保护

对应地线回路规则,实际上也是为了尽量减小信号的回路面积,多见于一些比较重要的信号,如时钟信号,同步信号;对一些特别重要,频率特别高的信号,应该考虑采用铜轴电缆屏蔽结构设计,即将所布的线上下左右用地线隔离,而且还要考虑好如何有效的让屏蔽地与实际地平面有效结合。

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12、走线终结网络规则:

在高速数字电路中, 当PCB布线的延迟时间大于信号上升时间(或下降时间) 的1/4时,该布线即可以看成传输线,为了保证信号的输入和输出阻抗与传输线的阻抗正确匹配,可以采用多种形式的匹配方法, 所选择的匹配方法与网络的连接方式和布线的拓朴结构有关。

对于点对点(一个输出对应一个输入) 连接, 可以选择始端串联匹配或终端并联匹配。前者结构简单,成本低,但延迟较大。后者匹配效果好,但结构复杂,成本较高。

对于点对多点(一个输出对应多个输出) 连接, 当网络的拓朴结构为菊花链时,应选择终端并联匹配。当网络为星型结构时,可以参考点对点结构。星形和菊花链为两种基本的拓扑结构, 其他结构可看成基本结构的变形, 可采取一些灵活措施进行匹配。 在实际操作中要兼顾成本、 功耗和性能等因素, 一般不追求完全匹配,只要将失配引起的反射等干扰限制在可接受的范围即可。

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13、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。

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14、走线的分枝长度控制规则:

尽量控制分枝的长度,一般的要求是Tdelay<=Trise/20。

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15、走线的谐振规则:

主要针对高频信号设计而言, 即布线长度不得与其波长成整数倍关系, 以免产生谐振现象。

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16、孤立铜区控制规则:

孤立铜区的出现, 将带来一些不可预知的问题, 因此将孤立铜区与别的信号相接, 有助于改善信号质量,通常是将孤立铜区接地或删除。 在实际的制作中, PCB厂家将一些板的空置部分增加了一些铜箔,这主要是为了方便印制板加工,同时对防止印制板翘曲也有一定的作用。

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17、重叠电源与地线层规则:

不同电源层在空间上要避免重叠。 主要是为了减少不同电源之间的干扰, 特别是一些电压相差很大的电源之间, 电源平面的重叠问题一定要设法避免, 难以避免时可考虑中间隔地层。

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18、20H规则:

由于电源层与地层之间的电场是变化的, 在板的边缘会向外辐射电磁干扰。 称为边沿效应。
解决的办法是将电源层内缩, 使得电场只在接地层的范围内传导。 以一个H(电源和地之间的介质厚度)为单位,若内缩20H则可以将70%的电场限制在接地层边沿内;内缩100H则可以将98%的电场限制在内。

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(4)其他

对于单双层板电源线应尽量粗而短。电源线和地线的宽度要求可以根据1mm的线宽最大对应1A 的电流来计算,电源和地构成的环路尽量小。

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为了防止电源线较长时,电源线上的耦合杂讯直接进入负载器件,应在进入每个器件之前,先对电源去藕。且为了防止它们彼此间的相互干扰,对每个负载的电源独立去藕,并做到先滤波再进入负载。

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