總結pcb設計規則

2021-09-19 20:36:40 字數 4798 閱讀 2709

一、pcb layout 3w原則 20h原則五五原則

3w原則:

這裡3w是線與線之間的距離保持3倍線寬。你說3h也可以。但是這裡h指的是線寬度。

不是介質厚度。是為了減少線間串擾,應保證線間距足夠大,如果線中心距不少於3倍線寬時,則可保持70%的線間電場不互相干擾,稱為3w規則。如要達到98%的電場不互相干擾,可使用10w規則。

針對emi

20h原則:

是指電源層相對地層內縮20h的距離,當然也是為抑制邊緣輻射效應。在板的邊緣會向外輻射電磁干擾。將電源層內縮,使得電場只在接地層的範圍內傳導。

有效的提高了emc。若內縮20h則可以將70%的電場限制在接地邊沿內;內縮100h則可以將98%的電場限制在內。針對emc

1. pcb設計中的20h原則?

"20h規則"的採用是指要確保電源平面的邊緣要比0v平面邊緣至少縮入相當於兩個平面間層距的20倍。

(1)這個規則經常被要求用來作為降低來自0v/電源平面結構的側邊射擊發射技術(抑制邊緣輻射效應)。

但是,20h規則僅在某些特定的條件下才會提供明顯的效果。這些特定條件包括有:

1. 在電源匯流排中電流波動的上公升/下降時間要小於1ns。

2. 電源平面要處在pcb的內部層面上,並且與它相鄰的上下兩個層面都為0v平面。這兩個0v平面向外延伸的距離至少要相當於它們各自與電源平面間層距的20倍。

3. 在所關心的任何頻率上,電源匯流排結構不會產生諧振。

4. pcb的總導數至少為8層或更多。(1)

疑問:這些特定條件是充分的還是必要的?

若內縮20h則可以將70%的電場限制在接地邊沿內;內縮100h則可以將98%的電場限制在內。

筆面試作答簡記:

20h原則是指電源層邊緣要比地層邊緣至少縮排20倍的層與層間距,以抑制邊緣輻射效應;

內縮20h可限制70%的電場,內縮100h可限制98%的電場。

五---五規則:

印製板層數選擇規則,即時鐘頻率到5mhz或脈衝上公升時間小於5ns,則pcb板須採用多層板,這是一般的規則,有的時候出於成本等因素的考慮,採用雙層板結構時,這種情況下,最好將印製板的一面做為乙個完整的地平面層。

二、pcb工程師需要注意的地方

較多的pcb工程師,他們經常畫電腦主機板,對allegro等優秀的工具非常的熟練,但是,非常可惜的是,他們居然很少知道如何進行阻抗控制,如何使用工具進行訊號完整性分析.如何使用ibis模型我覺得真正的pcb高手應該還是訊號完整性專家,而不僅僅停留在連連線,過過孔的基礎上對布通一塊板子容易,佈好一塊好難。

小資料對於電源、地的層數以及訊號層數確定後,它們之間的相對排布位置是每乙個pcb工程師都不能迴避的話題;

單板層的排布一般原則:

元件面下面(第二層)為地平面,提供器件遮蔽層以及為頂層佈線提供參考平面;

所有訊號層盡可能與地平面相鄰;

盡量避免兩訊號層直接相鄰;s

主電源盡可能與其對應地相鄰;

兼顧層壓結構對稱。

對於母板的層排布,現有母板很難控制平行長距離佈線,對於板級工作頻率在50mhz以上的(50mhz以下的情況可參照,適當放寬),建議排布原則:

元件面、焊接面為完整的地平面(遮蔽);

無相鄰平行佈線層;

所有訊號層盡可能與地平面相鄰;

關鍵訊號與地層相鄰,不跨分割區。

注:具體pcb的層的設定時,要對以上原則進行靈活掌握,在領會以上原則的基礎上,根據實際單板的需求,如:是否需要一關鍵佈線層、電源、地平面的分割情況等,確定層的排布,切忌生搬硬套,或摳住一點不放。

以下為單板層的排布的具體**:

*四層板,優選方案1,可用方案3

方案電源層數地層數訊號層數 1 2 3 4

1 1 1 2 s g p s

2 1 2 2 g s s p

3 1 1 2 s p g s

方案1 此方案四層pcb的主選層設定方案,在元件面下有一地平面,關鍵訊號優選布top層;至於層厚設定,有以下建議:

滿足阻抗控制芯板(gnd到power)不宜過厚,以降低電源、地平面的分布阻抗;保證電源平面的去藕效果;為了達到一定的遮蔽效果,有人試圖把電源、地平面放在top、bottom層,即採用方案2:

此方案為了達到想要的遮蔽效果,至少存在以下缺陷:

電源、地相距過遠,電源平面阻抗較大

電源、地平面由於元件焊盤等影響,極不完整

由於參考面不完整,訊號阻抗不連續

實際上,由於大量採用表貼器件,對於器件越來越密的情況下,本方案的電源、地幾乎無法作為完整的參考平面,預期的遮蔽效果很難實現;方案2使用範圍有限。但在個別單板中,方案2不失為最佳層設定方案。

以下為方案2使用案例;

案例(特例):設計過程中,出現了以下情況:

a、整板無電源平面,只有gnd、pgnd各佔乙個平面;

b、整板走線簡單,但作為介面濾波板,佈線的輻射必須關注;

c、該板貼片元件較少,多數為外掛程式。

分析:1、由於該板無電源平面,電源平面阻抗問題也就不存在了;

2、由於貼片元件少(單面布局),若表層做平面層,內層走線,參考平面的完整性基本得到保證,而且第二層可鋪銅保證少量頂層走線的參考平面;

3、作為介面濾波板,pcb佈線的輻射必須關注,若內層走線,表層為gnd、pgnd,走線得到很好的遮蔽,傳輸線的輻射得到控制;

鑑於以上原因,在本板的層的排布時,決定採用方案2,即:gnd、s1、s2、pgnd,由於表層仍有少量短走線,而底層則為完整的地平面,我們在s1佈線層鋪銅,保證了表層走線的參考平面;五塊介面濾波板中,出於以上同樣的分析,設計人員決定採用方案2,同樣不失為層的設定經典。

列舉以上特例,就是要告訴大家,要領會層的排布原則,而非機械照搬。

方案3:此方案同方案1類似,適用於主要器件在bottom布局或關鍵訊號底層佈線的情況;一般情況下,限制使用此方案;

*六層板:優選方案3,可用方案1,備用方案2、4對於六層板,優先考慮方案3,優選佈線層s2,其次s3、s1。主電源及其對應的地布在4、5層,層厚設定時,增大s2-p之間的間距,縮小p-g2之間的間距(相應縮小g1-s2層之間的間距),以減小電源平面的阻抗,減少電源對s2的影響;

在成本要求較高的時候,可採用方案1,優選佈線層s1、s2,其次s3、s4,與方案1相比,方案2保證了電源、地平面相鄰,減少電源阻抗,但s1、s2、s3、s4全部裸露在外,只有s2才有較好的參考平面;

對於區域性、少量訊號要求較高的場合,方案4比方案3更適合,它能提供極佳的佈線層s2。

*八層板:優選方案2、3、可用方案1

對於單電源的情況下,方案2比方案1減少了相鄰佈線層,增加了主電源與對應地相鄰,保證了所有訊號層與地平面相鄰,代價是:犧牲一佈線層;對於雙電源的情況,推薦採用方案3,方案3兼顧了無相鄰佈線層、層壓結構對稱、主電源與地相鄰等優點,但s4應減少關鍵佈線;方案4:無相鄰佈線層、層壓結構對稱,但電源平面阻抗較高;應適當加大3-4、5-6,縮小2-3、6-7之間層間距;

方案5:與方案4相比,保證了電源、地平面相鄰;但s2、s3相鄰,s4以p2作參考平面;對於底層關鍵佈線較少以及s2、s3之間的線

間竄擾能控制的情況下此方案可以考慮;

*十層板:推薦方案2、3、可用方案1、4

方案3:擴大3-4與7-8各自間距,縮小5-6間距,主電源及其對應地應置於6、7層;優選佈線層s2、s3、s4,其次s1、s5;本方案適合訊號佈線要求相差不大的場合,兼顧了效能、成本;推薦大家使用;但需注意避免s2、s3之間平行、長距離佈線;

方案4:emc效果極佳,但與方案3比,犧牲一佈線層;在成本要求不高、emc指標要求較高、且必須雙電源層的關鍵單板,建議採用此種方案;優選佈線層s2、s3,對於單電源層的情況,首先考慮方案2,其次考慮方案1。方案1具有明顯的成本優勢,但相鄰佈線過多,平行長線難以控制;

*十二層板:推薦方案2、3,可用方案1、4、備用方案5

以上方案中,方案2、4具有極好的emc效能,方案1、3具有較佳的價效比;

對於14層及以上層數的單板,由於其組合情況的多樣性,這裡不再一一枚舉。大家可按照以上排布原則,根據實際情況具體分析。

以上層排布作為一般原則,僅供參考,具體設計過程中大家可根據需要的電源層數、佈線層數、特殊佈線要求訊號的數量、比例以及電源、地的分割情況,結合以上排布原則靈活掌握

6層板以後的各個方案在哪?

6層和8層來了

*六層板,優選方案3,可用方案1,備用方案2、4

方案電源地訊號 123 4 5 6

1 1 1 4 s1 g s2 s3 p s4

2 1 1 4 s1 s2 g p s3 s4

3 1 2 3 s1 g1 s2 g2 p s3

4 1 2 3 s1 g1 s2 g2 p s3

*八層板:優選方案2、3、可用方案1

方案電源地訊號 1 2 3 4 5 6 7 8

1 1 2 5 s1 g1 s2 s3 p s4 g2 s5

2 1 3 4 s1 g1 s2 g2 p s3 g3 s4

3 2 2 4 s1 g1 s2 p1 g2 s3 p2 s4

4 2 2 4 s1 g1 s2 p1 p2 s3 g3 s4

5 2 2 4 s1 g1 p1 s2 s3 g2 p2 s4

emc問題

在布板的時候還應該注意emc的抑制哦!!這很不好把握,分布電容隨時存在!!

如何接地!

pcb設計原本就要考慮很多的因素,不同的環境需要考慮不同的因素.另外,我不是pcb工程師,經驗並不豐富:)))

地的分割與匯接

接地是抑制電磁干擾、提高電子裝置emc效能的重要手段之一。正確的接地既能提高產品抑制電磁干擾的能力,又能減少產品對外的emi發射。

接地的含義

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