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高速PCBlayout設計準則

time : 2020-02-24 10:18       作者:蜜柚app二维码安卓下载pcb

1.layout設計PCB布線與布局隔離準則:強弱電流隔離、大小電壓隔離,高低頻率隔離、輸入輸出隔離,分界標準為相差一個數量級。隔離方法包括:空間遠離、地線隔開。
2. 晶振要盡量靠近IC,且布線要較粗
3. 晶振外殼接地
4. 時鍾布線經連接器輸出時,連接器上的插針要在時鍾線插針周圍布滿接地插針
5. 讓模擬和數字電路分別擁有自己的電源和地線通路,在可能的情況下,應盡量加寬這兩部分電路的電源與地線或采用分開的電源層與接地層,以便減小電源與地線回路的阻抗,減小任何可能在電源與地線回路中的幹擾電壓
6. 單獨工作的PCB的模擬地和數字地可在係統接地點附近單點匯接,如電源電壓一致,模擬和數字電路的電源在電源入口單點匯接,如電源電壓不一致,在兩電源較近處並一1~2nf的電容,給兩電源間的信號返回電流提供通路
7. 如果PCB是插在母板上的,則母板的模擬和數字電路的電源和地也要分開,模擬地和數字地在母板的接地處接地,電源在係統接地點附近單點匯接,如電源電壓一致,模擬和數字電路的電源在電源入口單點匯接,如電源電壓不一致,在兩電源較近處並一1~2nf的電容,給兩電源間的信號返回電流提供通路
8. 當高速、中速和低速數字電路混用時,在印製板上要給它們分配不同的布局區域
9. 對低電平模擬電路和數字邏輯電路要盡可能地分離
10. 多層印製板layout設計時電源平麵應靠近接地平麵,並且安排在接地平麵之下。
11. 多層印製板layout設計時布線層應安排與整塊金屬平麵相鄰
12. 多層印製板layout設計時把數字電路和模擬電路分開,有條件時將數字電路和模擬電路安排在不同層內。如果一定要安排在同層,可采用開溝、加接地線條、分隔等方法補救。模擬的和數字的地、電源都要分開,不能混用
13. layout設計時鍾電路和高頻電路是主要的幹擾和輻射源,一定要單獨安排、遠離敏感電路
14. 注意長線傳輸過程中的波形畸變
15. 減小幹擾源和敏感電路的環路麵積,最好的辦法是使用雙絞線和屏蔽線,讓信號線與接地線(或載流回路)扭絞在一起,以便使信號與接地線(或載流回路)之間的距離最近
16. 增大線間的距離,使得幹擾源與受感應的線路之間的互感盡可能地小
17. 如有可能,使得幹擾源的線路與受感應的線路呈直角(或接近直角)布線,這樣可大大降低兩線路間的耦合
18. 增大線路間的距離是減小電容耦合的最好辦法
19. 在正式布線之前,首要的一點是將線路分類。主要的分類方法是按功率電平來進行,以每30dB功率電平分成若幹組
20. 不同分類的導線應分別捆紮,分開敷設。對相鄰類的導線,在采取屏蔽或扭絞等措施後也可歸在一起。分類敷設的線束間的最小距離是50~75mm
21. 電阻布局時,放大器、上下拉和穩壓整流電路的增益控製電阻、偏置電阻(上下拉)要盡可能靠近放大器、有源器件及其電源和地以減輕其去耦效應(改善瞬態響應時間)。
22.旁路電容靠近電源輸入處放置
23.去耦電容置於電源輸入處,盡可能靠近每個IC
24. PCB基本特性 阻抗:由銅和橫切麵麵積的質量決定。layout設計具體為:1盎司0.49毫歐/單位麵積
電容:C=EoErA/h,Eo:自由空間介電常數,Er:PCB基體介電常數,A:電流到達的範圍,h:走線間距
電感:平均分布在布線中,約為1nH/m
盎司銅線來講,在0.25mm(10mil)厚的FR4碾壓下,位於地線層上方的)0.5mm寬,20mm長的線能產生9.8毫歐的阻抗,20nH的電感及與地之間1.66pF的耦合電容。
25. PCB布線基本方針:增大走線間距以減少電容耦合的串擾;平行布設電源線和地線以使PCB電容達到最佳;將敏感高頻線路布設在遠離高噪聲電源線的位置;加寬電源線和地線以減少電源線和地線的阻抗;
layout設計外包
26. 分割:采用物理上的分割來減少不同類型信號線之間的耦合,尤其是電源與地線
27. 局部去耦:對於局部電源和IC進行去耦,在電源輸入口與PCB之間用大容量旁路電容進行低頻脈動濾波並滿足突發功率要求,在每個IC的電源與地之間采用去耦電容,這些去耦電容要盡可能接近引腳。
28. 布線分離:將PCB同一層內相鄰線路之間的串擾和噪聲耦合最小化。采用3W規範處理關鍵信號通路。
29. 保護與分流線路:對關鍵信號采用兩麵地線保護的措施,並保證保護線路兩端都要接地
30. 單層PCB:地線至少保持1.5mm寬,跳線和地線寬度的改變應保持最低
31. 雙層PCB:優先使用地格柵/點陣布線,寬度保持1.5mm以上。或者把地放在一邊,信號電源放在另一邊
32. 保護環:用地線圍成一個環形,將保護邏輯圍起來進行隔離
33. PCB電容:多層板上由於電源麵和地麵絕緣薄層產生了PCB電容。其優點是據有非常高的頻率響應和均勻的分布在整個麵或整條線上的低串連電感。等效於一個均勻分布在整板上的去耦電容
34. 高速layout設計電路和低速電路:高速電路要使其接近接地麵,低速電路要使其接近於電源麵。
地的銅填充:銅填充必須確保接地。
35. 相鄰層的走線方向成正交結構,避免將不同的信號線在相鄰層走成同一方向,以減少不必要的層間竄擾;當由於板結構限製(如某些背板)難以避免出現該情況,特別是信號速率較高時,應考慮用地平麵隔離各布線層,用地信號線隔離各信號線;
36. 不允許出現一端浮空的布線,為避免“天線效應”。
37. 阻抗匹配檢查規則:同一網格的布線寬度應保持一致,線寬的變化會造成線路特性阻抗的不均勻,當傳輸的速度較高時會產生反射,在設計中應避免這種情況。在某些條件下,可能無法避免線寬的變化,應該盡量減少中間不一致部分的有效長度。
38. 防止信號線在不同層間形成自環,自環將引起輻射幹擾
39. 短線規則:布線盡量短,特別是重要信號線,如時鍾線,務必將其振蕩器放在離器件很近的地方。
40. 倒角規則:PCB設計中應避免產生銳角和直角,產生不必要的輻射,同時工藝性能也不好,所有線與線的夾角應大於135度
41. 濾波電容焊盤到連接盤的線線應采用0.3mm的粗線連接,互連長度應≤1.27mm。
42. layout設計一般情況下,將高頻的部分設在接口部分,以減少布線長度。同時還要考慮到高/低頻部分地平麵的分割問題,通常采用將二者的地分割,再在接口處單點相接。
43. 對於導通孔密集的區域,要注意避免在電源和地層的挖空區域相互連接,形成對平麵層的分割,從而破壞平麵層的完整性,並進而導致信號線在地層的回路麵積增大。
44. 電源層投影不重疊準則:兩層板以上(含)的PCB板,不同電源層在空間上要避免重疊,主要是為了減少不同電源之間的幹擾,特別是一些電壓相差很大的電源之間,電源平麵的重疊問題一定要設法避免,難以避免時可考慮中間隔地層。
45. 3W規則:為減少線間竄擾,應保證線間距足夠大,當線中心距不少於3倍線寬時,則可保持70%的電場不互相幹擾,如要達到98%的電場不互相幹擾,可使用10W規則。
46. 20H準則:以一個H(電源和地之間的介質厚度)為單位,若內縮20H則可以將70%的電場限製在接地邊沿內,內縮 1000H則可以將98%的電場限製在內。
47. 五五準則:印製板層數選擇規則,即時鍾頻率到5MHZ或脈衝上升時間小於5ns,則PCB板須采用多層板,如采用雙層板,最好將印製板的一麵做為一個完整的地平麵