最近在總結學習PCB設計規則的相關知識,在一些消費類或者速率要求不高的產品上,還在沿用著“3W原則”。所謂“3W原則”,就是保證線與線的間距,保持線與線中間間距不小于3倍線寬,這樣可保證大部分電場串擾在合理范圍內。
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一些資料給出的經驗值:滿足3W原則使信號間的串擾減少70%,滿足10W則能使信號間的串擾減少95%。
看到10W,想到高速信號離電源間距一般為40mil左右的問題。雖然間距與疊層、導線寬度有關,一般產品的多層板(6~8層),單端線的寬度一般是4 mil左右,3 mil線寬有些PCB板廠管控阻抗會有問題,5 mil以上的線寬PCB版圖走線密度會有問題。所以,我們看到很多產品的單端線是4 mil或者5 mil。
其實,除了“3W原則”,還有就是“3H原則”,所謂“3H原則”,就是線與線的間距,不少于走線層面到參考平面的間距的3倍。
這兩個原則,雖然近似,但還是有所區別:3W原則注重磁場耦合,3H原則注重電場耦合。
在PCB設計的實際操作中,兩者的數值也是有區別的。如下圖,3W和3H是不同的:
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為了更直觀來對比這兩個原則的差別,拿仿真軟件做了個S參數的對比,只是對介質H做了變化,其他的設置參數保持不變,發現仿真結果還是有差別的。
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一般來說,多層板板厚的限制,H和W的數值大體相同,所以即使有3H原則的應用,但還是沿用3W原則來管控PCB設計的走線間距。一般的設計,滿足3W原則也就可以了,但對于參考平面距離H較遠時,相鄰走線回流電流之間的相互干擾會比較大,需要注意3H原則。
下圖就給出了一個相關特例情況,仿真的結果也說明,3W和3H的原則還是有區別的,我們還是要搞清楚中間的區別,才能在實際工作中靈活應用。
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