PCB基础知识

一、PCB中的线宽线距根据什么来设置

1、叠层：按照叠层计算出来的线宽、线距来设置

2、生产工艺能力

3、设计瓶颈处

4、PCB设计密度

二、什么是过孔

1、过孔：又称金属化孔，用来连接各层之间的印制导线，在导线的交汇处会有一个公共孔，这个孔就是过孔

2、过孔有两个寄生参数，寄生电容和寄生电感，为了减少寄生效应的不良影响：

A 、选择合适的过孔尺寸

B、信号走线尽量不换层，尽量不要使用不必要的过孔

C、电源和接地要就近打孔，过孔和管脚之间的引线越短越好，长的话会导致寄生电感的增加

D、在信号换层的过孔附近放置一些接地的过孔、以便为信号提供最近的回路

三、什么是3W原则

1,、width 线宽，所以简称3W，即3倍线宽

2、信号线走线时为了不产生串扰（使耦合最小），需要使用3W原则，这个间距指的是，线中心到线中心的间距

四、EMC是什么

1、EMC（Electro Magnetic Compatibility），指电磁兼容性，是指设备或系统在电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受电磁骚扰的能力

2、EMI（Electro Magnetic Interference），电磁干扰，表示电子电器产品工作时对周边外界环境的电磁干扰。EMI包括空间辐射无线干扰和传导有线干扰

3、EMS (Electro-Magnetic Susceptibility) ，电子电器产品在一定的电磁环境中工作时其本身对电磁干扰的敏感度 EMC=EMI+EMS

五、在PCB中为什么要做等长处理

1、等长走线主要针对一些高速并行总线。这类总线往往有多跟数据信号基于同一时钟采样，每个时钟周期可能要采样2至4次，而随着芯片的运行频率的提高，信号延时对时序的影响也越来越大，为保证在数据采样点（时钟的上升沿或下降沿）能正确采集所有的信号值，就必须对信号传输的延迟进行控制。

2、等长线的目的就是为了尽可能的减少所有相关信号在PCB上的传输延迟的差异。满足信号的时序匹配

3、理清等长信号差

六、电源二叉树分析

1、电源二叉树的分析步骤

A、寻源，即找电源的入口

B、顺藤摸瓜，即顺着电源入口找到每路电源转换路径，直至找到最后使用电源的终端（最终负载）

七、什么是差分信号？与单端信号有什么差别？

1、什么是差分信号

是一种信号传输的技术，区别于传统的一根信号线一根地线的做法，差分传输在这两根线上都传输信号，这两个信号的振幅相同，相位相反、极性相反。在这两根线上的传输的信号就是差分信号。

信号接收端比较这两个电压的差值来判断发送端发送的逻辑状态。

在电路板上，差分走线必须是等长、等宽、紧密靠近、且在同一层面的两根线。

2、差分信号与单端信号的区别

单端信号：指的是用一根线传输的信号（主要是抗干扰能力弱）

差分信号：指的是用两根线传输的信号，传输的是两根信号之间的电平差

3、差分信号的优缺点

优点：

A、相对于单端信号，差分信号减小了潜在的电磁干扰（EMI）

B、差分信号的值很大程度上与“地”的精确值无关，能很好的抵抗电源的干扰

C、差分对内每根信号线都有自己的返回路径，能够减轻信号跨分割带来的影响

缺点

A、主要是走线的增加

B、布线的面积将会减小

4、差分信号在设计时的处理方法

A、差分信号走线需要耦合处理，就是2根信号线在PCB设计时要紧挨着，不允许分开走线

B、一对差分信号的2根信号线之间需要做等长处理，等长范围5mil

八、PCB设计布线要点分析

优先性

1、关键信号优先：电源、模拟小信号、高速信号、时钟信号和同步信号等关键信号优先

2、布线密度优先原则：从单板上连接关系最复杂的器件着手布线。从单板上连线最密集的区域开始布线

3、关键信号处理事项：尽量为时钟信号、高频信号、敏感信号等关键信号提供专门的布线层，并保证其最小的回路面积。必要时就采取屏蔽和加大安全间距等方法，保证信号质量。

4、有阻抗要求的网络应布置在阻抗控制层上，避免其信号跨分割。

布线串扰控制

串扰控制：串扰是指PCB上不同网络之间因较长的平行布线引起的相互干扰，主要是由于平行线间的分布电容和分布电感的作用。

克服串扰的主要措施是：

1、加大平行布线的间距，遵循3W规则；

2、在平行线间插入接地的隔离线（包地）

3、减小布线层与地平面的距离

布线的一般规则要求

1、相邻平面走线方向成正交结构。避免将不同的信号线在相邻层走成同一方向，以减少不必要的层间串扰。

2、小的分离器走线须对称，密间距的STM焊盘引线应从焊盘外部连接，不允许在焊盘中间直接连接

3、环路最小规则，即信号线与其回路构成的环面积越小，对外的辐射越少，接受外界的干扰也越小

4、走线不允许STUB线

5、同一网络的布线宽度应保持一致，线宽的变化会造成线路特性阻抗的不均匀，当传输的速度较高时会产生反射

6、防止信号线在不同层间形成自环。再多层板设计中容易发生此类问题，自环将引起辐射干扰

7、PCB设计中应避免产生锐角和直角，产生不必要的辐射，同时PCB生产工艺性能也不好。




审核编辑：刘清