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分享3个和PCB设计相关的疑难问答

项华电子DXE 来源:项华电子DXE 2023-02-10 15:46 次阅读

作为PCB设计人,无论是在学习还是工作中,我们总会遇到各种各样的疑问。有疑问当然要解答!本文和大家分享3个和PCB设计相关的疑难问答,希望对大家的学习和工作有所帮助。

1、PCB中信号线分为哪几类,区别在哪?答:PCB中的信号线分为两种,一种是微带线,一种是带状线。微带线:是走在表面层(microstrip),附在PCB表面的带状走线,如下图所示,蓝色部分是导体,绿色部分是PCB的绝缘电介质,上面的蓝色小块儿是微带线(microstrip line)。由于microstrip line(微带线)的一面裸露在空气里面,可以向周围形成辐射或受到周围的辐射干扰,而另一面附在PCB的绝缘电介质上,所以它形成的电场一部分分布在空中,另一部分分布在PCB的绝缘介质中。但是microstrip line中的信号传输速度要比stripline(带状线)中的信号传输速度快,这是其突出的优点。

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微带线示意图带状线:走在内层(stripline/double stripline),埋在PCB内部的带状走线,如下图所示,蓝色部分是导体,绿色部分是PCB的绝缘电介质,stripline是嵌在两层导体之间的带状导线。因为stripline是嵌在两层导体之间,所以它的电场分布都在两个包它的导体(平面)之间,不会辐射出去能量,也不会受到外部的辐射干扰。但是由于它的周围全是电介质(介电常数比1大),所以信号在stripline 中的传输速度比在microstrip line中慢。

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带状线示意图

2、PCB如何预防PWM等突变信号对模拟信号(如运放)产生的干扰,又如何进行测试这种干扰(辐射干扰或传导干扰)的大小?除布局布线需要注意外,有无其他方法来进行抑制(除屏蔽的手段)?答:从运放的几个接口入手,输入端要防止空间耦合干扰和PCB串扰(布局改善);电源需要不同容值去耦电容。测试可以用示波器的探头测试上面说的位置,判断出干扰从何而来。PWM信号如果是通过低通滤波变成直流控制电压的话,可以考虑就进做滤波,或者并联对地一个小电容,让PWM的波形变圆,减少高频分量。3、在PCB设计中如何来体现3W原则与20H原则?答:第一,3W原则,在PCB设计中很容易体现,保证走线与走线的中心间距为3倍的线宽即可,如走线的线宽为6mil,那么为了满足3W原则,在Allegro设置线到线的规则为12mil即可,软件中的间距是计算边到边的间距,如下图所示。

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PCB中3W原则示意图 第二,20H原则,在PCB设计的时候,为了体现20H原则,我们一般在平面层分割的时候,将电源层比地层内缩1mm就可以了。然后在1mm的内缩带打上屏蔽地过孔,150mil一个,如下图所示。

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PCB中20H原则示意图

知识扩展

01

3W原则

f39da5e0-a8dc-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

为了减少线间串扰,应保证线间距足够大,当线中心间距不少于3倍线宽时,则可保持70%的电场不互相干扰,称为3W规则。如要达到98%的电场不互相干扰,可使用10W的间距。

02

20H原则

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由于电源层与地层之间的电场是变化的,在板的边缘会向外辐射电磁干扰。称为边沿效应。解决的办法是将电源层内缩,使得电场只在接地层的范围内传导。以一个H(电源和地之间的介质厚度)为单位,若内缩20H则可以将70%的电场限制在接地层边沿内;内缩100H则可以将98%的电场限制在内。

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原文标题:PCB设计人需要知道的3个设计问题

文章出处:【微信号:项华电子DXE,微信公众号:项华电子DXE】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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