PCB设计的3W原则、20H原则和五五原则

来源:电子元件技术网发布时间:2019-11-20771浏览

3W原则

在PCB设计中为了减少线间串扰，应保证线间距足够大，当线中心间距不少于3倍线宽时，则可保持大部分电场不互相干扰，这就是3W规则。

3W原则是指多个高速信号线长距离走线的时候，其间距应该遵循3W原则，例如时钟线，差分线，视频、音频信号线，复位信号线及其他系统关键电路需要遵循3W原则，而并不是板上所有的布线都要强制符合3W原则。

满足3W原则能使信号间的串扰减少70%，而满足10W则能使信号间的串扰减少近98%。

3W原则虽然易记，但要强调一点，这个原则成立是有先前条件的。从串扰成因的物理意义考量，要有效防止串扰，该间距与叠层高度、导线线宽相关。对于四层板，走线与参考平面高度距离（5~10mils），3W是够了；但两层板，走线与参考层高度距离（45~55mils），3W对高速信号走线可能不够。3W原则一般是在50欧姆特征阻抗传输线条件下成立。

一般在设计过程中因走线过密无法所有的信号线都满足3W的话，我们可以只将敏感信号采用3W处理，比如时钟信号、复位信号。

20H原则

是指电源层相对地层内缩20H的距离，当然也是为抑制边缘辐射效应。在板的边缘会向外辐射电磁干扰。将电源层内缩，使得电场只在接地层的范围内传导。有效的提高了EMC。若内缩20H则可以将70%的电场限制在接地边沿内；内缩100H则可以将98%的电场限制在内。

“20H规则”的采用是指要确保电源平面的边缘要比0V平面边缘至少缩入相当于两个平面间层距的20倍。

这个规则经常被要求用来作为降低来自0V/电源平面结构的侧边射击发射技术（抑制边缘辐射效应）。但是，20H规则仅在某些特定的条件下才会提供明显的效果。

这些特定条件包括有：

1、在电源总线中电流波动的上升/下降时间要小于1ns。

2、电源平面要处在PCB的内部层面上，并且与它相邻的上下两个层面都为0V平面。这两个0V平面向外延伸的距离至少要相当于它们各自与电源平面间层距的20倍。

3、在所关心的任何频率上，电源总线结构不会产生谐振。

4、PCB的总导数至少为8层或更多。