PCB布線案例分享

布線是PCB設計的重要組成部分，也是整個PCB設計中工作量最大和最耗時間的部分，工程師在進行PCB布線工作時，需要遵循一些基本的規(guī)則，如倒角規(guī)則、3W規(guī)則等。

地線回路規(guī)則

環(huán)路最小規(guī)則，即信號線與其回路構(gòu)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，且增加一些必要的地過空孔，將雙面地信號有效連接起來，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。

屏蔽保護規(guī)則

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，多見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(jié)構(gòu)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(jié)合。

串擾控制規(guī)則

串擾(CrossTalk)是指PCB上不同網(wǎng)絡之間因較長的平行布線引起的相互干擾，主要是由于平行線間的分布電容和分布電感的作用。克服串擾的主要措施是：

加大平行布線的間距，遵循3W規(guī)則;

在平行線間插入接地的隔離線;

減小布線層與地平面的距離。

3W規(guī)則

為了減少線間串擾，應保證線間距足夠大，當線中心間距不少于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的間距。

走線的方向控制規(guī)則

走線的方向控制規(guī)則，即相鄰層的走線方向成正交結(jié)構(gòu)。避免將不同的信號線在相鄰層走成同一方向，以減少不必要的層間竄擾;當由于板結(jié)構(gòu)限制(如某些背板)難以避免出現(xiàn)該情況，特別是信號速率較高時，應考慮用地平面隔離各布線層，用地信號線隔離各信號線。

走線的開環(huán)檢查規(guī)則

一般不允許出現(xiàn)一端浮空的布線(Dangling Line)，主要是為了避免產(chǎn)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(jié)果。

走線閉環(huán)檢查規(guī)則

防止信號線在不同層間形成自環(huán)。在多層板設計中容易發(fā)生此類問題，自環(huán)將引起輻射干擾。

倒角規(guī)則

PCB設計中應避免產(chǎn)生銳角和直角，產(chǎn)生不必要的輻射，同時工藝性能也不好。

器件去藕規(guī)則

在印制版上增加必要的去藕電容，濾除電源上的干擾信號，使電源信號穩(wěn)定。推薦電源經(jīng)過濾波電容后連到電源管腳上。

電源地平面完整性規(guī)則

對于導通孔密集的區(qū)域，要注意避免孔在電源和地層的挖空區(qū)域相互連接，形成對平面層的分割，從而破壞平面層的完整性，并進而導致信號線在地層的回路面積增大。為避免破壞平面層，做Fanout時過孔間距至少保證能走一根信號線。

電源地平面層重疊規(guī)則

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。

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。稱為邊沿效應。

解決的辦法是將電源層內(nèi)縮，使得電場只在接地層的范圍內(nèi)傳導。以一個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%的電場限制在接地層邊沿內(nèi);內(nèi)縮100H 則可以將98%的電場限制在內(nèi)。

審核編輯：湯梓紅