pcb设计规则
1.PCB布局设计时,应充分遵守沿信号流向直线放置的设计原则,尽量避免来回环绕。
2避免信号直接耦合,影响信号质量
3.多种模块电路在同一PCB上放置时,数字电路与模拟电路、高速与低速电路应分开布局。
4.避免数字电路、模拟电路、高速电路以及低速电路之间的互相干扰。
5.当线路板上同时存在高、中、低速电路时,应该遵从下图中的布局原则
6.避免高频电路噪声通过接口向外辐射。
7.存在较大电流变化的单元电路或器件(如电源模块的输入输出端、风扇及继电器)附近应放置储能和高频滤波电容。
8.储能电容的存在可以减小大电流回路的回路面积。
9.线路板电源输入口的滤波电路应靠近接口放置。
10.避免已经经过了滤波的线路被再次耦合。
11.在PCB板上,接口电路的滤波、防护以及隔离器件应该靠近接口放置。
12.可以有效的实现防护、滤波和隔离的效果
13.晶体、晶振、继电器、开关电源等强辐射器件远离单板接口连接器至少1000mil。
14.将干扰会直接向外辐射或在外出电缆上耦合出电流来向外辐射。
15.为IC滤波的各滤波电容应尽可能靠近芯片的供电管脚放置
16.电容离管脚越近,高频回路面积越小,从而辐射越小。
首先你要知道这些规则包括哪些
才能更好的理解这些规则的作用
比方说,规则里面限定了走线与走线之间的安全间距
密集引脚的芯片,你可以设置8mil,DIP封装的走线间距可以宽一点20mil
这些规则设定之后,你在布线的时候,他就会自动留出这个安全间距
如果你违背了这些规则,他就会报警,提示你修改。
规则还包括很多
比方说过孔,默认是1.27的外径,0.7左右的内径。这样一个过孔有点偏大
你可以将过孔设置小一点
但是如果过小的话,PCB加工工艺我接触到的最小内径是0.2,外径0.6
综上,这些规则主要是为了方便你布线或者布局时候防止出现错误。
跟PCB工艺发展关系不大。
1、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,使用10W的间距时,可以达到98%的电场不互相干扰。
2、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。
3、五–五规则
印制板层数选择规则,即时钟频率到5MHz或脉冲上升时间小于5ns,则PCB板须采用多层板,这是一般的规则,有的时候出于成本等因素的考虑,采用双层板结构时,这种情况下,最好将印制板的一面做为一个完整的地平面层。
4、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;
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,且增加一些必要的孔,将双面地信号有效连接起来,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,建议采用多层板为宜。
5、串扰控制
串扰(Cross
Talk)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,主要是由于平行线间的分布电容和分布电感的作用,克服串扰的主要措施是:
● 加大平行布线的间距,遵循3W规则;
● 在平行线间插入接地的隔离线;
● 减小布线层与地平面的距离;
6、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。
7、走线方向控制
即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;(相邻层信号不平行即可,实际情况不一定非要正交,受限于走线空间)
考虑到空间有限时,特别是信号速率较高时,插入地平面隔离各布线层,用地信号线隔离各信号线。
8、走线的开环检查规则
不容许出现浮空多余的走线,为了避免产生"天线效应",减少不必要的干扰辐射。
9、阻抗匹配检查规则
同一网络的布线宽度应保持一致,线宽的变化会造成线路特性阻抗的不均匀,当传输的速度较高时会产生反射,在设计中应该尽量避免这种情况。
在某些条件下,如接插件引出线,BGA封装的引出线类似的结构时,可能无法避免线宽的变化,应该尽量减少中间不一致部分的有效长度。
10、走线匹配规则
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。
11、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。
12、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。
13、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。
14、走线长度控制规则
即短线规则,走线尽量短,特别是重要的信号线如时钟线。
15、倒角规则
走线避免出现直角和锐角。
16、器件去耦规则
添加必要的去耦电容,电源先经过电容滤波后再给器件使用,去耦电容遵从靠近原则。
17、器件布局分区/分层规则
不同频率的器件,一般高速放在接口处,关于地平面,考虑将两者的地分割,然后在接口处单点连接。
对混合电路,有的将数字和模拟分别放在PCB的两面,中间用地层隔离。
18、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。
19、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。
20、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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