PCB設(shè)計到底哪些信號需要滿足“3W原則”？

本文主要介紹PCB設(shè)計中常見的“3W原則”。

什么是“3W原則”

在PCB設(shè)計時，為了減少線間串?dāng)_，經(jīng)常會聽說“3W原則”、“20H原則”、“五五規(guī)則”等，下面就具體來介紹一下3W原則。3W原則其實就是為了減小串?dāng)_，讓走線與走線之間保持3倍線寬的間距，這就是所謂的3W規(guī)則。

為什么選擇“3W”

正常情況下，如果可以保證兩條走線的間距足夠大，是可以消除串?dāng)_的，但是實際設(shè)計中沒法實現(xiàn)線間距足夠大，因此就出現(xiàn)了“走線間距與串?dāng)_”之間的平衡，而當(dāng)線中心間距不小于3倍線寬時，就可保持大部分電場不互相干擾了，滿足3W原則能使信號間的串?dāng)_減少65~70%，而滿足10W則能使信號間的串?dāng)_減少近98%。

下面是針對NEXT和FEXT相對于走線間距的仿真，線寬均為5mil。

從串?dāng)_成因的角度考慮，要有效防止串?dāng)_，該間距與疊層高度、導(dǎo)線線寬均有關(guān)系。對于下面的1.6mm的常規(guī)四層板，中間兩層為平面層，走線與參考平面間的距離約為(5~10mil)，對于5mil線寬，3W是可以滿足的；但對于1.6mm的兩層板，走線與參考層的距離可能得到(50~60mil)，對于5mil的線寬，3W對高速信號走線顯然是不夠的。

因此3W原則是基于一定條件的一個折中選擇，有時可能3W就足夠了，有時可能需要更寬的間距。

為了將串?dāng)_限制在可接受的范圍內(nèi)，對于帶狀線，一般要求走線的間距最好大于走線到參考平面的距離；對于微帶線，一般要求走線的間距最好大于走線到參考平面距離的兩倍。

哪些信號需要遵循“3W原則”

根據(jù)上面的分析，那么在實際PCB設(shè)計時，到底哪些信號需要滿足“3W原則”呢，哪些信號又不需要呢？

對于兩層板，由于密度不大，信號速率不高（如果不是，那肯定不會選兩層板了），在滿足工藝及阻抗的情況下，走線盡量粗，間距盡量遠(yuǎn)即可。

對于多層板，3W原則是指多個高速信號線長距離走線的時候，其間距應(yīng)該遵循3W原則，例如時鐘線，差分線，高速信號線，復(fù)位信號線及其他系統(tǒng)關(guān)鍵信號線需要遵循3W原則，對于某些要求較高的信號線，可能還需要滿足5W原則，而對于普通的信號線，則根據(jù)布線密度適時調(diào)整走線間距，并不是板上所有的布線都要強制符合3W原則。

編輯：hfy