最近看到 Zachariah Peterson 在2020年四月写了一篇博客文章 The Great PCB Layout Rules of Thumb Debate Rages On[1] ,对于一些引起热议的设计PCB的经验法则进行了讨论。
下面将文章摘录如下。
如今,我仍然还能看到一些在20年前就常见的PCB布线的经验法则,它们现在还被广泛遵守和适用吗切的答案是“也许吧”。
一些关于PCB设计论坛中的 遵守/避免布线法则,使得PCB设计者在这些规则也许不适用的地方要么遵守,要么忽略他们。
一些情况下,这未必造成电路板设计失败。正像一些有经验PCB设计者所说,电路板是出于偶然的机会恰好可以正常工作。
关于PCB设计的经验法则的讨论并不是说他们是正确还是错误,问题是这些讨论往往缺乏应用场合的针对性,这样也使得规则的讨论时长在论坛中被提起。
01
垂直布线
最近我在文章 The Case Against Orthogonal Trace Routing in Multilayer PCBs[2] 中已经详细讨论过这个布线规则,下面将其中一些重要结论重新给出。
垂直布线的规则是说在相邻信 层的引线需要相互垂直,以减少相互之间互感引起的串扰。
在高频信 中,通过电容耦合产生的串扰占主要成分,在垂直引线之间产生电流尖峰。
散热过孔
这是一个经典的“遵守/避免”法则,常常引起争论。
一些PCB设计者说他们从来不使用防止散热过孔,并从未遇到焊接和组装方面的问题。而另外一批人则坚持防止散热过孔需要在每一个平面相连的时候都需要使用。
他们到底谁对呢/p>
“3W”法则
“3W”法则:也就是三条布线经验法则。
第一个版本的”3W法则是说,在相邻两条引线之间的间隔应该大于等于引线宽度的三倍 ,为的是降低引线之间的磁通量耦合,进而减少引线间的电磁干扰。
这个法则也许忘记了,引线之间的电磁耦合是与引线回路重叠面积成正比,而不是引线之间的距离;
因此,将引线回路重叠面积降低,引线间距不用受到3W法则限制。就像前面垂直布线一样,通过基本电磁干扰仿真可以检查不同布线间距带来的影响。
“3W”法则的另外一个版本是指在引线长度匹配时所使用的锯齿布线时,锯齿宽度需要大于等于引线宽度的三倍,这可以将引线阻抗的不连续性降到最低。
关于这一点可以在文章 Length Matching for High-speed Signals: Trombone, Accordion, and Sawtooth Tuning[3] 看到更详细的讨论。
参考资料
[1]
The Great PCB Layout Rules of Thumb Debate Rages On: https://resources.altium.com/p/great-pcb-layout-rules-thumb-debate-rages
[2]
The Case Against Orthogonal Trace Routing in Multilayer PCBs: https://resources.altium.com/p/case-against-orthogonal-trace-routing-multilayer-pcbs
[3]
Length Matching for High-speed Signals: Trombone, Accordion, and Sawtooth Tuning: https://resources.altium.com/p/length-matching-high-speed-signals-trombone-accordion-and-sawtooth-tuning
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