分享3個和PCB設(shè)計(jì)相關(guān)的疑難問答

作為PCB設(shè)計(jì)人，無論是在學(xué)習(xí)還是工作中，我們總會遇到各種各樣的疑問。有疑問當(dāng)然要解答！本文和大家分享3個和PCB設(shè)計(jì)相關(guān)的疑難問答，希望對大家的學(xué)習(xí)和工作有所幫助。

1、PCB中信號線分為哪幾類，區(qū)別在哪？答：PCB中的信號線分為兩種，一種是微帶線，一種是帶狀線。微帶線：是走在表面層（microstrip），附在PCB表面的帶狀走線，如下圖所示，藍(lán)色部分是導(dǎo)體，綠色部分是PCB的絕緣電介質(zhì)，上面的藍(lán)色小塊兒是微帶線（microstrip line）。由于microstrip line（微帶線）的一面裸露在空氣里面，可以向周圍形成輻射或受到周圍的輻射干擾，而另一面附在PCB的絕緣電介質(zhì)上，所以它形成的電場一部分分布在空中，另一部分分布在PCB的絕緣介質(zhì)中。但是microstrip line中的信號傳輸速度要比stripline（帶狀線）中的信號傳輸速度快，這是其突出的優(yōu)點(diǎn)。

微帶線示意圖帶狀線：走在內(nèi)層（stripline/double stripline），埋在PCB內(nèi)部的帶狀走線，如下圖所示，藍(lán)色部分是導(dǎo)體，綠色部分是PCB的絕緣電介質(zhì)，stripline是嵌在兩層導(dǎo)體之間的帶狀導(dǎo)線。因?yàn)閟tripline是嵌在兩層導(dǎo)體之間，所以它的電場分布都在兩個包它的導(dǎo)體（平面）之間，不會輻射出去能量，也不會受到外部的輻射干擾。但是由于它的周圍全是電介質(zhì)（介電常數(shù)比1大），所以信號在stripline 中的傳輸速度比在microstrip line中慢。

帶狀線示意圖

2、PCB如何預(yù)防PWM等突變信號對模擬信號（如運(yùn)放）產(chǎn)生的干擾，又如何進(jìn)行測試這種干擾（輻射干擾或傳導(dǎo)干擾）的大??？除布局布線需要注意外，有無其他方法來進(jìn)行抑制（除屏蔽的手段）？答：從運(yùn)放的幾個接口入手，輸入端要防止空間耦合干擾和PCB串?dāng)_（布局改善）；電源需要不同容值去耦電容。測試可以用示波器的探頭測試上面說的位置，判斷出干擾從何而來。PWM信號如果是通過低通濾波變成直流控制電壓的話，可以考慮就進(jìn)做濾波，或者并聯(lián)對地一個小電容，讓PWM的波形變圓，減少高頻分量。3、在PCB設(shè)計(jì)中如何來體現(xiàn)3W原則與20H原則？答：第一，3W原則，在PCB設(shè)計(jì)中很容易體現(xiàn)，保證走線與走線的中心間距為3倍的線寬即可，如走線的線寬為6mil，那么為了滿足3W原則，在Allegro設(shè)置線到線的規(guī)則為12mil即可，軟件中的間距是計(jì)算邊到邊的間距，如下圖所示。

PCB中3W原則示意圖 第二，20H原則，在PCB設(shè)計(jì)的時(shí)候，為了體現(xiàn)20H原則，我們一般在平面層分割的時(shí)候，將電源層比地層內(nèi)縮1mm就可以了。然后在1mm的內(nèi)縮帶打上屏蔽地過孔，150mil一個，如下圖所示。

PCB中20H原則示意圖

知識擴(kuò)展

01

3W原則

為了減少線間串?dāng)_，應(yīng)保證線間距足夠大，當(dāng)線中心間距不少于3倍線寬時(shí)，則可保持70%的電場不互相干擾，稱為3W規(guī)則。如要達(dá)到98%的電場不互相干擾，可使用10W的間距。

02

20H原則

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(yīng)。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(dǎo)。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)。