好好讀術,PCB設計中防止串擾的方法不止3W規則

2021-01-08 快點PCB

串擾(CrossTalk)是指PCB上不同網絡之間因較長的平行布線引起的相互幹擾,主要是由於平行線間的分布電容和分布電感的作用。克服串擾的主要措施有:

加大平行布線的間距,遵循3W規則。在平行線間插入接地的隔離線。減小布線層與地平面的距離。3W規則

為了減少線間串擾,應保證線間距足夠大,當線中心間距不少於3倍線寬時,則可保持70%的電場不互相干擾,稱為3W規則。如要達到98%的電場不互相干擾,可使用10W的間距。

實際PCB設計中,3W規則並不能完全滿足避免串擾的要求。

按實踐經驗,如果沒有屏蔽地線的話,印製信號線之間大於lcm以上的距離才能很好地防止串擾,因此在PCB線路布線時,就需要在噪聲源信號(如時鐘走線)與非噪聲源信號線之間,及受EFTlB、ESD等幹擾的「髒「線與需要保護的「乾淨」線之間,不但要強制使用3W規則,而且還要進行屏蔽地線包地處理,以防止串擾的發生。

此外,為避免PCB中出現串擾,也應該從PCB設計和布局方面來考慮,例如:

1.根據功能分類邏輯器件系列,保持總線結構被嚴格控制。

2.最小化元器件之間的物理距離。

3.高速信號線及元器件(如晶振)要遠離I/()互連接口及其他易受數據幹擾及耦合影響的區域。

4.對高速線提供正確的終端。

5.避免長距離互相平行的走線布線,提供走線間足夠的間隔以最小化電感耦合。

6.相臨層(微帶或帶狀線)上的布線要互相垂直,以防止層間的電容耦合。

7.降低信號到地平面的距離間隔。

8.分割和隔離高噪聲發射源(時鐘、I/O、高速互連),不同的信號分布在不同的層中。

9.儘可能地增大信號線間的距離,這可以有效地減少容性串擾。

10.降低引線電感,避免電路使用具有非常高阻抗的負載和非常低阻抗的負載,儘量使模擬電路負載阻抗穩定在loQ~lokQ之間。因為高阻抗的負載將增加容性串擾,在使用非常高阻抗負載的時候,由於工作電壓較高,導致容性串擾增大,而在使用非常低阻抗負載的時候,由於工作電流很大,感性串擾將增加。

11.將高速周期信號布置在PCB酌內層。

12.使用阻抗匹配技術,以保BT證信號完整性,防止過衝。

13.注意對具有快速上升沿(tr≤3ns)的信號,進行包地等防串擾處理,將一些受EFTlB或ESD幹擾且未經濾波處理的信號線布置在PCB的邊緣。

14.儘量採用地平面,使用地平面的信號線相對於不使用地平面的信號線來說將獲得15~20dB的衰減。

15.信號高頻信號和敏感信號進行包地處理,雙面板中使用包地技術將獲得10~15dB的衰減。

16.使用平衡線,屏蔽線或同軸線。

17.對騷擾信號線和敏感線進行濾波處理。

18.合理設置層和布線,合理設置布線層和布線間距,減小並行信號長度,縮簡訊號層與平面層的間距,增大信號線間距,減小並行信號線長度(在關鍵長度範圍內),這些措施都可以有效減小串擾。

(內容整理自網絡,版權歸原作者所有)

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