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              PCB設計布線中常用經驗法則分析

              發布時間 :2022-10-18 17:32 閱讀 : 來源 :技術文章責任編輯 :深圳宏力捷PCB設計部
              在PCB設計布線中有一些常見的經驗法則,這些法則并不是萬能匹配的,是否適用得看具體的應用場景,接下來深圳PCB設計公司宏力捷電子為大家分析PCB設計布線中常用經驗法則的適用場景。
               
              PCB設計布線中常用經驗法則分析
               
              一、垂直布線
              垂直布線的規則是說在相鄰信號層的引線需要相互垂直,以減少相互之間互感引起的串擾。在高頻信號中,通過電容耦合產生的串擾占主要成分,在垂直引線之間產生電流尖峰。
               
              PCB設計布線中常用經驗法則分析
               
              當信號的變化沿時間,或者頻率較低(小于幾個GHz),相鄰信號層垂直布線件的耦合電容干擾小。在射頻(RF)頻段(幾十個GHz),引線間交織產生空穴諧振,沒有被地線包圍導體結構會在一些特殊頻率點產生電磁諧振。此時即便引線間是垂直的,也會在它們之間引起強的串擾。
               
              為了消除一切頻率點上的干擾,簡單有效的方法就是采用多層板,在信號層之間使用隔離層。在當代信號高速變化的應用中尤其重要。當你對正交線之間耦合強度拿不準時,你需要使用基本串擾仿真軟件對垂直引線進行檢查,看它們之間的串擾是否在噪聲容然范圍之內。此時,你更需要對信號回流路徑進行規劃,這在垂直布線中是一個主要的問題。
               
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              二、散熱過孔
              這是一個經典的“遵守/避免”法則,嘗嘗引起爭論。一些PCB設計者說他們從來不使用防止散熱過孔,并從未遇到焊接和組裝方面的問題。而另外一批人則堅持防止散熱過孔需要在每一個平面相連的時候都需要使用。他們到底誰對呢?
               
              PCB設計布線中常用經驗法則分析
               
              他們的觀點分別適用于不同的長號。如果你手工焊接電路板時,你需要提高烙鐵頭的溫度以補償焊接過孔在銅層散熱帶來的焊接問題。但如果使用波峰焊接時,則需要使用防止散熱過孔來防止器件松脫、冷焊、立碑等現象,所以我建議你最好咬緊牙關堅持使用防止散熱過孔設計。
               
              三、直角布線
              這個PCB布線法則也許最令人又愛又恨。如今我仍然看到很多PCB設計者堅稱在任何時候布線都不能夠拐直角,理由也是五花八門。比如他們說電子在引線中運動時拐直角彎困難,但他們也不想想,在電路板上的所有過孔可都是與引線垂直的呀。還有些理由顯得比較靠譜,比如通過45°拐角可以減少引線長度,所有直角拐彎布線都需要倒角。還有的說直角拐彎會在電路板酸性腐蝕液中產生酸蝕陷阱,在現在廣泛使用堿性電路板腐蝕液中則沒有這個問題。
               
              除非你的電路板工作在50GHz以上的高頻(涉及到毫米波雷達/5G通訊)電路,你無需擔心引線拐直角。實際上,在電路板布線時你可以使用任何你所喜歡的角度來鋪設引線。如果你所使用的的PCB設計軟件內置有電磁場求解功能這會使得你布線更加容易。
               
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              四、“3W”法則
              也就是三條布線經驗法則。第一個版本的"3W法則是說,在相鄰兩條引線之間的間隔應該大于等于引線寬度的三倍 ,為的是降低引線之間的磁通量耦合,進而減少引線見得電磁干擾。
               
              這個法則也許忘記了,引線之間的電磁耦合是與引線回路重疊面積成正比,而不是引線之間的距離;因此將引線回路重疊面積降低,引線間距不用受到3W法則限制。就像前面垂直布線一樣,通過基本電磁干擾仿真可以檢查不同布線間距帶來的影響。
               
              “3W”法則的另外一個版本是指在引線長度匹配時所使用的鋸齒布線時,鋸齒寬度需要大于等于引線寬度的三倍,這可以將引線阻抗的不連續性降到最低。
               
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              五、“20H”法則
              這個法則定義了PCB中的地線層與電源層之間重疊距離,在現代PCB設計時需要將電源鋪設在地線附近,這樣可以保證它們之間具有足夠的層間電容,進而在高速電路板上減少電源波動。
               
              但實際測量結果會發現結果很復雜。有些時間結果標準名在300MHz時遵守20H法則可以降低電磁輻射。但在地線-電源層之間會出現高頻諧振,它們結構類似于波導,反而會加重線路之間的高頻干擾。
               
              PCB設計布線中常用經驗法則分析
               
              所以在實際應用中,如果你的電路頻率在GHz以內,可以遵循20H法則,否則,20H法則有可能會帶來更糟糕的結果。
               
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