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分享3個(gè)和PCB設(shè)計(jì)相關(guān)的疑難問(wèn)答

項(xiàng)華電子DXE ? 來(lái)源:項(xiàng)華電子DXE ? 2023-02-10 15:46 ? 次閱讀

作為PCB設(shè)計(jì)人,無(wú)論是在學(xué)習(xí)還是工作中,我們總會(huì)遇到各種各樣的疑問(wèn)。有疑問(wèn)當(dāng)然要解答!本文和大家分享3個(gè)和PCB設(shè)計(jì)相關(guān)的疑難問(wèn)答,希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)和工作有所幫助。

1、PCB中信號(hào)線分為哪幾類(lèi),區(qū)別在哪?答:PCB中的信號(hào)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(lán)色部分是導(dǎo)體,綠色部分是PCB的絕緣電介質(zhì),上面的藍(lán)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?chē)纬奢椛浠蚴艿街車(chē)妮椛涓蓴_,而另一面附在PCB的絕緣電介質(zhì)上,所以它形成的電場(chǎng)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(hào)傳輸速度要比stripline(帶狀線)中的信號(hào)傳輸速度快,這是其突出的優(yōu)點(diǎn)。

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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(lán)色部分是導(dǎo)體,綠色部分是PCB的絕緣電介質(zhì),stripline是嵌在兩層導(dǎo)體之間的帶狀導(dǎo)線。因?yàn)閟tripline是嵌在兩層導(dǎo)體之間,所以它的電場(chǎng)分布都在兩個(gè)包它的導(dǎo)體(平面)之間,不會(huì)輻射出去能量,也不會(huì)受到外部的輻射干擾。但是由于它的周?chē)请娊橘|(zhì)(介電常數(shù)比1大),所以信號(hào)在stripline 中的傳輸速度比在microstrip line中慢。

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帶狀線示意圖

2、PCB如何預(yù)防PWM等突變信號(hào)對(duì)模擬信號(hào)(如運(yùn)放)產(chǎn)生的干擾,又如何進(jìn)行測(cè)試這種干擾(輻射干擾或傳導(dǎo)干擾)的大小?除布局布線需要注意外,有無(wú)其他方法來(lái)進(jìn)行抑制(除屏蔽的手段)?答:從運(yùn)放的幾個(gè)接口入手,輸入端要防止空間耦合干擾和PCB串?dāng)_(布局改善);電源需要不同容值去耦電容。測(cè)試可以用示波器的探頭測(cè)試上面說(shuō)的位置,判斷出干擾從何而來(lái)。PWM信號(hào)如果是通過(guò)低通濾波變成直流控制電壓的話,可以考慮就進(jìn)做濾波,或者并聯(lián)對(duì)地一個(gè)小電容,讓PWM的波形變圓,減少高頻分量。3、在PCB設(shè)計(jì)中如何來(lái)體現(xiàn)3W原則與20H原則?答:第一,3W原則,在PCB設(shè)計(jì)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(jì)算邊到邊的間距,如下圖所示。

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PCB中3W原則示意圖 第二,20H原則,在PCB設(shè)計(jì)的時(shí)候,為了體現(xiàn)20H原則,我們一般在平面層分割的時(shí)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(guò)孔,150mil一個(gè),如下圖所示。

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PCB中20H原則示意圖

知識(shí)擴(kuò)展

01

3W原則

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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(chǎng)不互相干擾,稱(chēng)為3W規(guī)則。如要達(dá)到98%的電場(chǎng)不互相干擾,可使用10W的間距。

02

20H原則

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由于電源層與地層之間的電場(chǎng)是變化的,在板的邊緣會(huì)向外輻射電磁干擾。稱(chēng)為邊沿效應(yīng)。解決的辦法是將電源層內(nèi)縮,使得電場(chǎng)只在接地層的范圍內(nèi)傳導(dǎo)。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(chǎng)限制在接地層邊沿內(nèi);內(nèi)縮100H則可以將98%的電場(chǎng)限制在內(nèi)。

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原文標(biāo)題:PCB設(shè)計(jì)人需要知道的3個(gè)設(shè)計(jì)問(wèn)題

文章出處:【微信號(hào):項(xiàng)華電子DXE,微信公眾號(hào):項(xiàng)華電子DXE】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

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