PCB設計十大黃金準則
1. 控制走線長度
控制走線長度,顧名思義,即短線規(guī)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(jù)具體情況決定采用何種網(wǎng)絡拓樸結構。
2. 盡量避免走線形成自環(huán)
PCB設計時,要注意信號線在不同層間形成走線自環(huán)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(huán)路的幾率較大,自環(huán)路會造成輻射干擾。
3.地環(huán)路最小原則
地環(huán)路最小規(guī)則,即信號線與其回路構成的環(huán)面積要盡可能小,環(huán)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(guī)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(guī)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(xiàn)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(guī)則
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
不同電源層在空間上要避免重疊,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(guī)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(guī)則。如要達到 98%的電場不互相干擾,可使用 10W 規(guī)則。
9.?20H規(guī)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??梢詫㈦娫磳觾瓤s,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(guī)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(guī)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(guī)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(shù)計算配接電容的個數(shù),每 5個輸出配接一個100nf 濾波電容。
? ? ? ? ?③ 對無有源器件的區(qū)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(shù)計算配接電容的個數(shù),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(qū)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(shù)量 ;
? ? ? ? ?⑤ 低頻的濾波電容應圍繞被濾波的電路均勻放置。