【設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)】PCB設(shè)計(jì)規(guī)范(下)
經(jīng)過(guò)上期文章的介紹，想必大家都已經(jīng)對(duì)PCB設(shè)計(jì)中布局的部分有了充分的了解。（錯(cuò)過(guò)上期文章的朋友請(qǐng)戳這里）那么本篇文章將為您詳細(xì)解析“排線(xiàn)的秘訣”
PCB的排線(xiàn)工作，千變?nèi)f化終究不過(guò)是為了一個(gè)簡(jiǎn)單的目標(biāo)——盡量減少不必要的干擾。為了這個(gè)目標(biāo)，機(jī)智的工程師們幾乎什么事都能做的出來(lái)，讓我們來(lái)逐條分析：
當(dāng)我們開(kāi)始布線(xiàn)，就應(yīng)該步步為營(yíng)了。看似平淡的方向、長(zhǎng)度或者是倒角，都是殺機(jī)重重。方向來(lái)說(shuō)，相鄰層的走線(xiàn)方向要成正交結(jié)構(gòu)（如下圖），若不這樣做煩人的層間竄擾必將成為你的心腹大患。但如果你的板結(jié)構(gòu)限制了你不能這么做，那么你可以考慮用地平面隔離各布線(xiàn)層，用地信號(hào)線(xiàn)隔離各信號(hào)線(xiàn)。
而在長(zhǎng)度上來(lái)說(shuō)，盡量短的布線(xiàn)可以有效減少干擾發(fā)生的概率，對(duì)于一些重要信號(hào)線(xiàn)，如時(shí)鐘線(xiàn)，將其振蕩器放在離器件很近的地方無(wú)疑是個(gè)明智的決定。而對(duì)驅(qū)動(dòng)多個(gè)器件的情況，應(yīng)根據(jù)具體情況決定采用何種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。而在倒角方面應(yīng)避免產(chǎn)生銳角和直角， 產(chǎn)生不必要的輻射的同時(shí)也會(huì)降低工藝性能。
針對(duì)高頻信號(hào)設(shè)計(jì)而言， 布線(xiàn)長(zhǎng)度應(yīng)保證不得與其波長(zhǎng)成整數(shù)倍關(guān)系， 以免產(chǎn)生諧振現(xiàn)象。
作為一個(gè)電信號(hào)左沖右突的場(chǎng)景，稍有不慎就可能導(dǎo)致天線(xiàn)效應(yīng)，帶來(lái)豐富的干擾。這種情況無(wú)疑是需要被避免的，那么哪些情況會(huì)導(dǎo)致天線(xiàn)效應(yīng)呢？浮空的布線(xiàn)、環(huán)面積大的回路、孤立的銅區(qū)（死銅）
有些新手工程師可能會(huì)想當(dāng)然的在空白區(qū)域鋪上一大片孤立的銅區(qū)來(lái)增強(qiáng)PCB的強(qiáng)度和輔助散熱，但這樣做的隱患還是很大的。并不建議這樣來(lái)做。而在設(shè)計(jì)多層板時(shí)，信號(hào)線(xiàn)在不同層間也可能形成自環(huán)成為天線(xiàn)。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡力避免。
山花對(duì)海樹(shù)，赤日對(duì)蒼穹，凡事都應(yīng)當(dāng)講究個(gè)匹配才能相得益彰。PCB的設(shè)計(jì)同樣是如此，在設(shè)計(jì)PCB時(shí)要盡量選擇匹配相同的線(xiàn)寬來(lái)保證阻抗的連續(xù)，在某些復(fù)雜的情況下增加終端電阻來(lái)保證阻抗匹配也是常見(jiàn)的做法。
為了保證信號(hào)的輸入和輸出阻抗與傳輸線(xiàn)的阻抗正確匹配，可以采用多種形式的匹配方法， 所選擇的匹配方法與網(wǎng)絡(luò)的連接方式和布線(xiàn)的拓樸結(jié)構(gòu)有關(guān)。
A. 對(duì)于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（一個(gè)輸出對(duì)應(yīng)一個(gè)輸入） 連接， 可以選擇始端串聯(lián)匹配或終端并聯(lián)匹配。
B. 對(duì)于點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)（一個(gè)輸出對(duì)應(yīng)多個(gè)輸出） 連接， 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的拓樸結(jié)構(gòu)為菊花鏈時(shí)，應(yīng)選擇終端并聯(lián)匹配。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)為星型結(jié)構(gòu)時(shí)，可以參考點(diǎn)對(duì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)。星形和菊花鏈為兩種基本的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu), 其他結(jié)構(gòu)可看成基本結(jié)構(gòu)的變形, 可采取一些靈活措施進(jìn)行匹配。
在實(shí)際操作中要兼顧成本、 功耗和性能等因素， 一般不追求完全匹配，只要將失配引起的反射等干擾限制在可接受的范圍即可。
為了滿(mǎn)足驅(qū)動(dòng)電路電流的變化，避免耦合干擾，去耦電阻的匹配也是十分重要的，尤其是使用雙層板，去藕電容的布局及電源的布線(xiàn)方式將直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
為了防止不同工作頻率的模塊之間的互相干擾，在縮短高頻部分布線(xiàn)長(zhǎng)度的同時(shí)，器件也應(yīng)當(dāng)保持分層/分區(qū)走線(xiàn)。對(duì)于導(dǎo)通孔密集的區(qū)域，要注意避免孔在電源和地層的挖空區(qū)域相互連接，形成對(duì)平面層的分割，從而破壞 平面層的完整性，并進(jìn)而導(dǎo)致信號(hào)線(xiàn)在地層的回路面積增大。
對(duì)一些特別重要，頻率特別高的信號(hào)，如時(shí)鐘信號(hào)，同步信號(hào)；應(yīng)該考慮領(lǐng)導(dǎo)干部特殊化，采用銅軸電纜屏蔽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即將所布的線(xiàn)上下左右用地線(xiàn)隔離而且還要考慮好如何有效的讓屏蔽地與實(shí)際地平面有效結(jié)合。
而不同電源層在空間上要避免重疊。 這樣可以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(wèn)題一定要設(shè)法避免， 難以避免時(shí)可考慮中間隔地層。
前面的種種，均是定性的來(lái)說(shuō)明PCB走線(xiàn)時(shí)應(yīng)該注意的要點(diǎn)。定量的來(lái)看走線(xiàn)問(wèn)題那么主要有以下幾點(diǎn)：
A．3W原則
為了減少線(xiàn)間串?dāng)_，應(yīng)保證線(xiàn)間距足夠大，當(dāng)線(xiàn)中心間距不少于3倍線(xiàn)寬時(shí)，則可保持70%的電場(chǎng)不互相干擾，稱(chēng)為3W規(guī)則。如要達(dá)到98%的電場(chǎng)不互相干擾，可使用10W的間距。
B．20H原則
為防止板邊幅射，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將電源層內(nèi)縮。以一個(gè)H（電源和地之間的介質(zhì)厚度）為單位，若內(nèi)縮20H則可以將70%的電場(chǎng)限制在接地層邊沿內(nèi)；內(nèi)縮100H則可以將98%的電場(chǎng)限制在內(nèi)
C．走線(xiàn)的分枝長(zhǎng)度控制規(guī)則
盡量控制分枝的長(zhǎng)度，一般的要求是Tdelay<=Trise/20。
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