作為PCB設(shè)計人,無論是在學習還是工作中,我們總會遇到各種各樣的疑問。有疑問當然要解答!本文和大家分享3個和PCB設(shè)計相關(guān)的疑難問答,希望對大家的學習和工作有所幫助。
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,藍色部分是導體,綠色部分是PCB的絕緣電介質(zhì),上面的藍色小塊兒是微帶線(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。
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,藍色部分是導體,綠色部分是PCB的絕緣電介質(zhì),stripline是嵌在兩層導體之間的帶狀導線。因為stripline是嵌在兩層導體之間,所以它的電場分布都在兩個包它的導體(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如何預防PWM等突變信號對模擬信號(如運放)產(chǎn)生的干擾,又如何進行測試這種干擾(輻射干擾或傳導干擾)的大小?除布局布線需要注意外,有無其他方法來進行抑制(除屏蔽的手段)?答:從運放的幾個接口入手,輸入端要防止空間耦合干擾和PCB串擾(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)計的時候,為了體現(xiàn)20H原則,我們一般在平面層分割的時候,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
知識擴展
01
3W原則
為了減少線間串擾,應(yīng)保證線間距足夠大,當線中心間距不少于3倍線寬時,則可保持70%的電場不互相干擾,稱為3W規(guī)則。如要達到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。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)。
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原文標題:PCB設(shè)計人需要知道的3個設(shè)計問題
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