什么是PCB走線的3W原則
在設(shè)計PCB的時候我們會經(jīng)常說到3W原則, 它指的是兩個PCB走線它們的中心間距不小于3倍線寬,這個W就是PCB走線的寬度。

這樣做的目的主要是為了減小走線1和走線2之間的串?dāng)_,一般對于時鐘信號,復(fù)位信號等一些關(guān)鍵信號需要遵循3W原則。

當(dāng)滿足3W原則時,走線間的串?dāng)_可減少70%,如果是10W的話串?dāng)_可以減少95%。

3W原則也是有條件的,它和走線與參考平面的間距也有關(guān)系,比如四層板,六層板,走線與參考平面的間距一般在5mil左右,走線間距遵守3W原則可以有效避免串?dāng)_,但是如果是兩層板,走線與參考平面間距可能在50mil,為了有效減少串?dāng)_,走線間距可能要大于3W。

在對PCB走線串?dāng)_進(jìn)行評估的時候我們一般參考耦合系數(shù),耦合系數(shù)越大表示PCB走線間越容易發(fā)生串?dāng)_,當(dāng)然串?dāng)_還和走線間的耦合長度,信號的頻率有關(guān),耦合長度越長越容易發(fā)生串?dāng)_。
我用軟件仿真了一個六層板和一個兩層板PCB走線的耦合情況,PCB走線線寬是5mil,中心間距分別為25mil,15mil和10mil,信號上升沿選擇的100ps。
下面我們來看下仿真結(jié)果:
六層板走線間距為25mil時,也就是中心間距為5W時,耦合系數(shù)為1.9,比較小,我們認(rèn)為走線是OK。

當(dāng)走線間距為15mil時,也就是中心間距為3W時,耦合系數(shù)為5,我們認(rèn)為走線也是OK的,一般我們在做PCB走線耦合仿真時,耦合系數(shù)5%是一個臨界值,小于5%我們認(rèn)為走線是OK,大于5%可能就需要調(diào)整走線的間距了。

當(dāng)間距為10mil時,也就是中心間距為2W時,耦合系數(shù)為9.8,我們認(rèn)為走線有發(fā)生串?dāng)_的風(fēng)險需要調(diào)整走線的間距。

下面我們來看下兩層板的仿真。
間距為25mil時,耦合系數(shù)為17.6

間距為15mil時,耦合系數(shù)為23.7。

間距為10mil時,耦合系數(shù)為28.8。

這幾種間距耦合系數(shù)都大于5%,就像我們前面說的為了有效減少信號串?dāng)_,兩層板的關(guān)鍵信號走線間距一般要大于3W。