高速電路板的疊層建議 完美走線的訣竅

現(xiàn)在的市面上有著許許多多的自動(dòng)布線軟件可以選擇，算法也愈發(fā)精準(zhǔn)，在部分場(chǎng)合還是可以節(jié)省不少時(shí)間的。但是在對(duì)信號(hào)完整性要求極高的場(chǎng)合，自動(dòng)布線的算法還是存在著許多缺陷，因此我們必須重視人工走線，每一根線都是經(jīng)過工程師的深思熟慮，合理取舍得出來的結(jié)果，把它們看成是藝術(shù)的線條也不為過。下面我將繼續(xù)通過圖例的方式來和大家深度解讀。

示例1

PCB板內(nèi)不能出現(xiàn)直角走線，直角走線會(huì)導(dǎo)致線路的阻抗不連續(xù)，引起信號(hào)反射，產(chǎn)生振鈴或過沖，形成強(qiáng)烈的EMI輻射。

示例2

PCB走線時(shí)總線和時(shí)鐘線的粗細(xì)應(yīng)該保持一致，走線的粗細(xì)不均勻同樣會(huì)導(dǎo)致線路阻抗不連續(xù)，進(jìn)而引發(fā)EMI輻射。

示例3

時(shí)鐘線的兩側(cè)建議包地線，并且保證每隔3000mil接地一次，保證包地線上每個(gè)點(diǎn)的電位相等。

示例4

時(shí)鐘線、總線和射頻線等關(guān)鍵信號(hào)線與同層之間的平行走線應(yīng)遵循3W原則，有關(guān)3W原則的介紹，可以翻看我之前寫的一篇文章?？偟膩碚f應(yīng)用3W的原則是為了避免同層之間不同信號(hào)的串?dāng)_。當(dāng)然，3W原則只能保證70%的電場(chǎng)不互相干擾，要想保證98%的電場(chǎng)隔離度，就必須應(yīng)用到10W的線中心距了。

此外，當(dāng)電流≥1A的電源所用的貼片保險(xiǎn)絲、磁珠、電感和鉭電容等的焊盤應(yīng)不少于兩個(gè)過孔接到相對(duì)應(yīng)的平面層，目的是為了減小過孔的等效阻抗。如果用到差分信號(hào)線，要求同層、等長、平行走線，保持阻抗一致，并且差分線之間沒有其它走線，從而保證差分線間的共模阻抗相等，提高其抗干擾能力。

示例5

關(guān)鍵信號(hào)走線一定不能跨分割區(qū)（包括如過孔、焊盤導(dǎo)致的參考平面間隙），防止信號(hào)回路面積的增大。

示例6

單板上的濾波器（濾波電路）下方不要有其它無關(guān)信號(hào)的走線，避免形成的分布電容削弱濾波器的作用效果。

示例7

濾波器（濾波電路）的輸入輸出信號(hào)線不能相互平行、交叉走線，避免濾波前后的信號(hào)線直接耦合噪聲。

示例8

關(guān)鍵信號(hào)線距離參考平面邊沿要求≥3H（之前的文章有詳細(xì)介紹），為了抑制邊緣輻射效應(yīng)。

示例9

對(duì)于金屬外殼接地的元件，應(yīng)在其投影區(qū)的頂層敷上接地銅皮，通過金屬外殼和接地銅皮間的分布電容來抑制對(duì)外輻射與提高抗擾度。

示例10

在單層板或雙層板中，布線時(shí)應(yīng)該時(shí)刻注意“回路面積最小化”的設(shè)計(jì)，因?yàn)樾盘?hào)回路面積越小，環(huán)路對(duì)外的輻射就越小，同時(shí)提高其抗干擾能力。

示例11

信號(hào)線（特別是關(guān)鍵信號(hào)線）換層時(shí)，應(yīng)在其換層過孔附近設(shè)計(jì)過地孔，這樣可以有效減小信號(hào)回路面積，減小輻射和增強(qiáng)抗擾度。

示例12

之前有講過，濾波電容的應(yīng)先經(jīng)過濾波電容，再到器件管腳，使電源電流先經(jīng)過濾波電容再給IC供電，并且IC反饋給電源的噪聲也會(huì)被該濾波電容先濾掉，保證了電源的干凈。

示例13

如果電源走線過長，應(yīng)每隔3000mil對(duì)地加去耦電容，電容取值為10uF+1000pF，可以濾除電源線的噪聲。

示例14

濾波電容的接地線和接電源線應(yīng)該盡可能的粗、短，可以減小其串聯(lián)電感，而等效串聯(lián)電感會(huì)降低電容的諧振頻率，削弱其高頻濾波效果。

把以上的走線原則與傳輸線的理論相結(jié)合起來，即可設(shè)計(jì)出一塊性能良好的高速PCB，其中一些細(xì)微參數(shù)的調(diào)整則需要大量的經(jīng)驗(yàn)積累，不同的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都有著自己的一套經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)則，但萬變不離其宗，掌握好這些理論基礎(chǔ)，將來無論去到哪個(gè)設(shè)計(jì)行業(yè)都能勝任。