在PCB设计中,电子工程师需要遵循一系列设计原则,以此确保电路性能、稳定性和可靠性,但有太多原则是工程师无法理解,所以我们谈谈那些不为人知的原则,分析其原因。
1. 时钟线包地原则
原则:时钟线两侧建议包地线,包地线每隔3000mil打接地过孔。
分析:确保时钟线周围电位均衡,减少电磁干扰。
2. 3W原则
原则:时钟、总线、射频线等关键信号走线与其他同层平行走线保持3倍线宽距离。
分析:减少信号间串扰,保持信号完整性。
3. 大电流元件过孔设计
原则:电流≥1A的电源元件焊盘应至少有两个过孔接到平面层。
分析:降低过孔等效阻抗,提高电流传输效率。
4. 差分信号线设计
原则:差分信号线同层、等长、并行走线,保持阻抗一致,无其他走线干扰。
分析:确保差分信号共模阻抗相等,增强抗干扰能力。
5. 避免跨分割区走线
原则:关键信号走线不跨分割区,包括过孔和焊盘导致的参考平面间隙。
分析:防止信号回路面积增大,减少辐射和干扰。
6. 跨分割处理
原则:信号跨分割时,采用1nF桥接电容处理。
分析:人为设置信号回路,减少回路面积增大带来的问题。
7. 滤波器布局
原则:滤波器下方无其他无关信号走线,输入输出信号线不平行、交叉。
分析:避免分布电容削弱滤波效果,减少噪声耦合。
8. 关键信号线距离参考平面边沿
原则:关键信号线距参考平面边沿≥3H(H为线距参考平面高度)。
分析:抑制边缘辐射效应,提高信号质量。
9. 金属外壳接地
原则:金属外壳接地元件投影区顶层铺接地铜皮。
分析:利用分布电容抑制辐射,提高抗扰度。
10. 回路面积最小化
原则:单层或双层板布线时,注意回路面积最小化。
分析:减少辐射,增强抗干扰能力。
11. 换层信号线设计
原则:信号线换层时,在过孔附近设计地过孔。
分析:减小信号回路面积,优化信号路径。
12. 强辐射信号线隔离
原则:时钟线、总线、射频线远离接口外出信号线。
分析:防止干扰耦合到外出信号线,减少辐射。
13. 敏感信号线隔离
原则:复位、片选、系统控制等敏感信号线远离接口外出信号线。
分析:防止外来干扰导致系统误操作。
14. 滤波电容布局
原则:滤波电容走线先经电容滤波再到器件管脚。
分析:确保电源先滤波后供电,减少噪声回馈。
15. 长电源线去耦
原则:长电源线每隔3000mil对地加10uF+1000pF去耦电容。
分析:滤除高频噪声,保持电源稳定。
16. 滤波电容走线
原则:滤波电容接地线和接电源线尽可能粗、短。
分析:降低等效串联电感,提高高频滤波效果。
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