画PCB 这里有10条非常实用的布线规则

原标题:画PCB 这里有10条非常实用的布线规则

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PCB布线,即铺设通电信号的道路以连接各个器件,这就好比通过修路来连接各个城市通车。在PCB设计中,布线是完成产品设计的重要步骤,同时也是技巧最细、限定最高的步骤,甚至有些有经验的工程师也对布线颇为头疼。下面是PCB布线的一些常用规则,无论你是小白还是已入行的工程师,都应该掌握。

PCB布线常用规则

1、走线的方向控制规则

输入和输出端的导线应尽量避免相邻平行。在 PCB 布线时,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。当 PCB 布线受到结构限制(如某些背板)难以避免出现平行布线时,特别是在信号速率较高时,应考虑用地平面隔离各布线层,用地线隔离各信号线。相邻层的走线方向示意图如下图。

2、走线的开环检查规则

在PCB布线时,为了避免布线产生的“天线效应”,减少不必要的干扰辐射和接收,一般不允许出现一端浮空的布线形式,否则可能带来不可预知的结果。

3、走线长度控制规则

即短线规则,在设计时应该尽量让布线长度尽量短,以减少由于走线过长带来的干扰问题,特别是一些重要信号线,如时钟线,务必将其振荡器放在离器件很近的地方。对驱动多个器件的情况,应根据具体情况决定采用何种网络拓扑结构。

4、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。

5、倒角规则

在PCB布线时,走线拐弯是不可避免的,当走线出现直角拐角时,在拐角处会产生额外的寄生电容和寄生电感。走线拐弯的拐角应避免设计成锐角和直角形式,以免产生不必要的辐射,同时锐角和直角形式的工艺性能也不好。要求所有线与线的夹角应大于等于135°。在走线确实需要直角拐角的情况下,可以采取两种改进方法:一种是将90°拐角变成两个45°拐角;另一种是采用圆角。圆角方式是最好的,45°拐角可以用到10GHz频率上。对于45°拐角走线,拐角长度最好满足L≥3W。

6、器件去耦规则

A.在印制版上增加必要的去耦电容,滤除电源上的干扰信号,使电源信号稳定。在多层板中,对去耦电容的位置一般要求不太高,但对双层板,去藕电容的布局及电源的布线方式将直接影响到整个系统的稳定性,有时甚至关系到设计的成败。

B.在双层板设计中,一般应该使电流先经过滤波电容滤波再供器件使用。

C.在高速电路设计中,能否正确地使用去耦电容,关系到整个板的稳定性。

7、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。

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。

9、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。

10、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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4、屏蔽罩的设计

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