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这九条高速PCB板信号走线规则:你未必懂?

在现代电子产品的制造过程中,PCB(Printed Circuit Board)扮演着至关重要的角色。为了确保高速PCB设计的成功,有九大关键规则需要严格遵守。这些规则可以帮助降低电磁干扰(EMI)风险,提高电路性能和可靠性。

规则一:高速信号走线屏蔽规则

在高速的PCB板设计中,像时钟等关键的高速信号线需要进行屏蔽处理。如果没有进行屏蔽或者只屏蔽了部分区域,就会导致电磁干扰的泄漏。建议的屏蔽方法是每1000毫米(约合1米)打孔接地,以确保信号线的干扰最小化。

规则二:高速信号的走线闭环规则

由于现代PCB板的密度越来越高,工程师在进行走线时容易犯一个常见错误,即高速信号网络(如时钟信号)在多层PCB上形成闭环。闭环会导致环形天线的产生,增加EMI的辐射强度。因此,在走线过程中,必须避免高速信号形成闭环。

规则三:高速信号的走线开环规则

与闭环相反,开环同样会引起EMI辐射。一旦高速信号网络在多层PCB上形成开环,将会产生线形天线,也会增加EMI的辐射强度。因此,在走线时,应该避免高速信号形成开环。

规则四:高速信号的特性阻抗连续规则

高速信号在不同层之间切换时,必须保持特性阻抗的连续性。这意味着同一层的线宽必须连续,不同层之间的走线阻抗也必须保持连续。否则,将增加EMI的辐射。

规则五:高速PCB设计的布线方向规则

相邻两层之间的走线必须垂直排列,以防止线间串扰,从而减小EMI的辐射。简而言之,相邻的布线层应该采用横平竖直的布线方向,以最大程度地抑制线间串扰。

规则六:高速PCB设计中的拓扑结构规则

在高速PCB设计中,线路板的特性阻抗控制和多负载情况下的拓扑结构设计直接影响产品的成功或失败。不同的拓扑结构适用于不同的情况。一般情况下,建议使用星形对称结构以确保信号的稳定传输。

规则七:走线长度的谐振规则

检查信号线的长度和信号频率是否构成谐振是非常重要的。当走线长度为信号波长的1/4整数倍时,会产生谐振现象,这将导致电磁波辐射和干扰。因此,在走线时应该避免出现谐振的情况。

规则八:回流路径规则

所有的高速信号都必须有良好的回流路径。特别是时钟等高速信号,其回流路径应该尽可能小。否则,将增加辐射,辐射的大小与信号路径和回流路径所包围的面积成正比。

规则九:器件的退耦电容摆放规则

退耦电容的摆放位置非常关键,不合理的摆放位置将无法发挥退耦的效果。一般原则是将电容放置在靠近电源的管脚附近,并确保电容的电源走线和地线包围的面积最小。

遵循这九大关键规则,将有助于确保高速PCB设计的成功,减少EMI辐射,提高电路性能和可靠性。这对于现代电子产品的开发至关重要。

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