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PCB設計十大黃金準則
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PCB設計十大黃金準則

1. 控制走線長度,顧名思義,即短線規則,在進行PCB設計時應該控制布線長度盡量短,以免因走線過長引入不必要的干擾,特別是一些重要信號線,如時鐘信號走線,務必將其振蕩器放在離器件很近的地方。對驅動多個器件的情況,應根據具體情況決定采用何種網絡拓樸結構。

2. 盡量避免走線形成自環PCB設計時,要注意信號線在不同層間形成走線自環路,尤其在多層板布線時,信號線在各層之間交叉走線,形成自環路的幾率較大,自環路會造成輻射干擾。

3.地環路最小規則,即信號線與其回路構成的環面積要盡可能小,環面積越小,對外的輻射越少,接收外界的干擾也越小。針對這一規則,在地平面分割時,要考慮到地平面與重要信號走線的分布,防止由于地平面開槽等帶來的問題;在雙層板設計中,在為電源留下足夠空間的情況下,應該將留下的部分用參考地填充,且增加一些必要的過孔,將雙面信號有效連接起來,對一些關鍵信號盡量采用地線隔離,對一些頻率較高的設計,需特別考慮其地平面信號回路問題,建議采用多層板為宜。

4.高速信號屏蔽設計對應地線回路規則,實際上也是為了盡量減小信號的回路面積,多用于一些比較重要的信號,如時鐘信號,同步信號;對一些特別重要,頻率特別高的信號,應該考慮采用銅軸電纜屏蔽結構設計,即將所布的線上下左右用地線隔離,而且還要考慮好如何有效的讓屏蔽地與實際地平面有效結合。

5.避免“天線效應”一般不允許出現一端浮空的布線,主要是為了避免產生“天線效應”,減少不必要的干擾輻射和接受,否則可能帶來不可預知的結果。

6.倒角規則,在PCB設計中應避免產生銳角和直角,產生不必要的輻射,同時工藝性能也不好。所有線與線的夾角應≥135°。

7.避免不同電源層重疊,主要是為了減少不同電源之間的干擾,特別是一些電壓相差很大的電源之間,電源平面的重疊問題一定要設法避免,難以避免時可考慮中間隔地層。

8. 3W規則,為了減少線間竄擾,應保證線間距足夠大,當線中心距不少于 3 倍線寬時,則可保持 70%的電場不互相干擾,稱為 3W 規則。如要達到 98%的電場不互相干擾,可使用 10W 規則。

9. 20H規則,由于電源層與地層之間的電場是變化的,在板的邊緣會向外輻射電磁干擾。稱為邊緣效應。可以將電源層內縮,使得電場只在接地層的范圍內傳導。以一個H(電源和地之間的介質厚度)為單位,若內縮 20H 則可以將 70%的電場限制在接地邊沿內;內縮 100H 則可以將 98%的電場限制在內。

10. 濾波電容配置規則(僅供參考)

(1)高頻濾波電容的配置       

① 小于 10 個輸出的小規模集成電路,f≤50MHz時,至少配接一個100nf的濾波電容。f≥50MHz時,每個電源引腳配接一個100nf的濾波電容。       

② 對于中大規模集成電路,每個電源引腳配接一個100nf的濾波電容。對電源引腳冗余量較大的電路也可按輸出引腳的個數計算配接電容的個數,每 5個輸出配接一個100nf 濾波電容。    

③ 對無有源器件的區域,每 6平方厘米至少配接一個 100nf。         

④ 對于超高頻電路,每個電源引腳配接一個1nf 的濾波電容。對電源引腳冗余量較大的電路也可按輸出引腳的個數計算配接電容的個數,每5個輸出配接一個1nf 濾波電容。         

⑤ 專用電路可參照應用手冊推薦的濾波電容配置。       

⑥ 對于有多種電源存在的電路或區域,應對每種電源分別按 1、2 和 3 條配接濾波電容。 

⑦ 高頻濾波電容應盡可能靠近 IC 電路的電源引腳處。         

⑧ 濾波電容焊盤至連接盤的連線應采用 0.3mm 的粗線連接,互連長度應≤1.27mm。

(2)低頻濾波電容的配置        

① 每 5 只高頻濾波電容至少配接一只 10μf 低頻的濾波電容;         

② 每 5 只 10μf 至少配接兩只 47μf 低頻的濾波電容;         

③ 每 100cm2范圍內,至少配接 1 只 220μf或 470μf低頻濾波電容;         

④ 每個模塊電源出口周圍應至少配置 2 只 220μf 或 470μf 電容, 如空間允許,應適當增加電容的配置數量 ;         

⑤ 低頻的濾波電容應圍繞被濾波的電路均勻放置。

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