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高速PCB设计的各种规则及原因解析

来源:未知 编辑:admin 时间:2019-06-11

  1、pcb时钟频率超过5MHZ或信号上升时间小于5ns,一般需要使用多层板设计。

  2、对于多层板,关键布线层(时钟线、总线、接口信号线、射频线、复位信号线、片选信号线以及各种控制信号线等所在层)应与完整地平面相邻,优选两地平面之间。

  原因:关键信号线一般都是强辐射或极其敏感的信号线,靠近地平面布线能够使其信号回路面积减小,减小其辐射强度或提高抗干扰能力。

  原因:关键信号两侧包地,一方面可以减小信号回路面积,另外防止信号线与其他信号线、对于双层板,关键信号线的投影平面上有大面积铺地,或者与单面板一样包地打孔处理。

  5、多层板中,电源平面应相对于其相邻地平面内缩5H-20H(H为电源和地平面的距离)。

  原因:布线层如果不在回流平面层的投影区域内,会导致边缘辐射问题,并且导致信号回路面积增大,从而导致差模辐射增大。

  8、对于板级工作频率大于50MHz的单板,若第二层与倒数第二层为布线层,则TOP和BOOTTOM层应铺接地铜箔。

  9、多层板中,单板主工作电源平面(使用最广泛的电源平面)应与其地平面紧邻。

  12、在分层设计时,尽量避免布线层相邻的设臵。如果无法避免布线层相邻,应该适当拉大两布线层之间的层间距,缩小布线层与其信号回路之间的层间距。

  14、PCB布局设计时,应充分遵守沿信号流向直线放臵的设计原则,尽量避免来回环绕。

  15、多种模块电路在同一PCB上放臵时,数字电路与模拟电路、高速与低速电路应分开布局。

  16、当线路板上同时存在高、中、低速电路时,应该遵从高、中速电路远离接口。

  17、存在较大电流变化的单元电路或器件(如电源模块:的输入输出端、风扇及继电器)附近应放臵储能和高频滤波电容。

  原因:避免已经经过了滤波的线、在PCB板上,接口电路的滤波、防护以及隔离器件应该靠近接口放置。

  原因:防护电路用来进行外来过压和过流抑制,如果将防护电路放臵在滤波电路之后,滤波电路会被过压和过流损坏。

  21、布局时要保证滤波电路(滤波器)、隔离以及防护电路的输入输出线不要相互耦合。

  22、单板上如果设计了接口“干净地”,则滤波、隔离器件应放臵在“干净地”和工作地之间的隔离带上。

  原因:“干净地”设计的目的是保证接口辐射最小,并且“干净地”极易被外来干扰耦合,所以“干净地”上不要有其他无关的电路和器件。

  24、晶体、晶振、继电器、开关电源等强辐射器件远离单板接口连接器至少1000mil。

  25、敏感电路或器件(如复位电路、:WATCHDOG电路等)远离单板各边缘特别是单板接口侧边缘至少1000mil。

  原因:类似于单板接口等地方是最容易被外来干扰(如静电)耦合的地方,而像复位电路、看门狗电路等敏感电路极易引起系统的误操作。

  原因:始端串联匹配电阻的设计目的是为了芯片输出端的输出阻抗与串联电阻的阻抗相加等于走线的特性阻抗,匹配电阻放在末端,无法满足上述等式。

  原因:直角走线导致阻抗不连续,导致信号发射,从而产生振铃或过冲,形成强烈的EMI辐射。

  29、尽可能避免相邻布线层的层设臵,无法避免时,尽量使两布线层中的走线相互垂直或平行走线mil。

  原因:减小平行走线、如果单板有内部信号走线层,则时钟等关键信号线布在内层(优先考虑优选布 线层)。

  原因:保证包地线、时钟、总线、射频线等关键信号走线和:其他同层平行走线W原则。

  33、电流1A的电源所用的表贴保险丝、磁珠、电感、钽电容的焊盘应不不少于两个过孔接到平面层。

  34、差分信号线应同层、等长、并行走线,保持阻抗一:致,差分线间无其它走线。

  35、关键信号走线一定不能跨分割区走线(包括过孔、焊盘导致的参考平面间隙)。

  36、信号线跨其回流平面分割地情况不可避免时,建议在信号跨分割附近采用桥接电容方式处理,电容取值为1nF。

  原因:信号跨分割时,常常会导致其回路面积增大,采用桥接地方式是人为的为其设臵信号回路。。

  原因:避免滤波前后的走线、关键信号线距参考平面边沿3H(H为线距离参考平面的高度)。

  原因:通过金属外壳和接地铜皮之间的分布电容来抑制其对外辐射和提高抗扰度。

  原因:避免强辐射信号线上的干扰耦合到外出信号线、敏感信号线如复位信号线、片选信号线、系统控制信号等远离接口外出信号线。

  原因:接口外出信号线常常带进外来干扰,耦合到敏感信号线时会导致系统误操作。

  45、在单面板和双面板中,滤波电容的走线应先经滤波电容滤波,再到器件管脚。

  原因:使电源电压先经过滤波再给IC供电,并且IC回馈给电源的噪声也会被电容先滤掉。

  46、在单面板或双面板中,如果电源线mil对地加去耦合电容,电容取值为10uF+1000pF。

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