【設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)】PCB設(shè)計(jì)規(guī)范(下)
經(jīng)過上期文章的介紹，想必大家都已經(jīng)對PCB設(shè)計(jì)中布局的部分有了充分的了解。（錯(cuò)過上期文章的朋友請戳這里）那么本篇文章將為您詳細(xì)解析“排線的秘訣”
PCB的排線工作，千變?nèi)f化終究不過是為了一個(gè)簡單的目標(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，讓我們來逐條分析：
當(dāng)我們開始布線，就應(yīng)該步步為營了。看似平淡的方向、長度或者是倒角，都是殺機(jī)重重。方向來說，相鄰層的走線方向要成正交結(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層，用地信號線隔離各信號線。
而在長度上來說，盡量短的布線可以有效減少干擾發(fā)生的概率，對于一些重要信號線，如時(shí)鐘線，將其振蕩器放在離器件很近的地方無疑是個(gè)明智的決定。而對驅(qū)動多個(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)也會降低工藝性能。
針對高頻信號設(shè)計(jì)而言， 布線長度應(yīng)保證不得與其波長成整數(shù)倍關(guān)系， 以免產(chǎn)生諧振現(xiàn)象。
作為一個(gè)電信號左沖右突的場景，稍有不慎就可能導(dǎo)致天線效應(yīng)，帶來豐富的干擾。這種情況無疑是需要被避免的，那么哪些情況會導(dǎo)致天線效應(yīng)呢？浮空的布線、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想當(dāng)然的在空白區(qū)域鋪上一大片孤立的銅區(qū)來增強(qiáng)PCB的強(qiáng)度和輔助散熱，但這樣做的隱患還是很大的。并不建議這樣來做。而在設(shè)計(jì)多層板時(shí)，信號線在不同層間也可能形成自環(huán)成為天線。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡力避免。
山花對海樹，赤日對蒼穹，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寬來保證阻抗的連續(xù)，在某些復(fù)雜的情況下增加終端電阻來保證阻抗匹配也是常見的做法。
為了保證信號的輸入和輸出阻抗與傳輸線的阻抗正確匹配，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)的連接方式和布線的拓樸結(jié)構(gòu)有關(guān)。
A. 對于點(diǎn)對點(diǎn)（一個(gè)輸出對應(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. 對于點(diǎn)對多點(diǎn)（一個(gè)輸出對應(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。
為了滿足驅(qū)動電路電流的變化，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長度的同時(shí)，器件也應(yīng)當(dāng)保持分層/分區(qū)走線。對于導(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)致信號線在地層的回路面積增大。
對一些特別重要，頻率特別高的信號，如時(shí)鐘信號，同步信號；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(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，均是定性的來說明PCB走線時(shí)應(yīng)該注意的要點(diǎn)。定量的來看走線問題那么主要有以下幾點(diǎn)：
A．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。
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)
C．走線的分枝長度控制規(guī)則
盡量控制分枝的長度，一般的要求是Tdelay<=Trise/20。
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