分享3个和PCB设计相关的疑难问答

作为PCB设计人，无论是在学习还是工作中，我们总会遇到各种各样的疑问。有疑问当然要解答！本文和大家分享3个和PCB设计相关的疑难问答，希望对大家的学习和工作有所帮助。

1、PCB中信号线分为哪几类，区别在哪？答：PCB中的信号线分为两种，一种是微带线，一种是带状线。微带线：是走在表面层（microstrip），附在PCB表面的带状走线，如下图所示，蓝色部分是导体，绿色部分是PCB的绝缘电介质，上面的蓝色小块儿是微带线（microstrip line）。由于microstrip line（微带线）的一面裸露在空气里面，可以向周围形成辐射或受到周围的辐射干扰，而另一面附在PCB的绝缘电介质上，所以它形成的电场一部分分布在空中，另一部分分布在PCB的绝缘介质中。但是microstrip line中的信号传输速度要比stripline（带状线）中的信号传输速度快，这是其突出的优点。

微带线示意图带状线：走在内层（stripline/double stripline），埋在PCB内部的带状走线，如下图所示，蓝色部分是导体，绿色部分是PCB的绝缘电介质，stripline是嵌在两层导体之间的带状导线。因为stripline是嵌在两层导体之间，所以它的电场分布都在两个包它的导体（平面）之间，不会辐射出去能量，也不会受到外部的辐射干扰。但是由于它的周围全是电介质（介电常数比1大），所以信号在stripline 中的传输速度比在microstrip line中慢。

带状线示意图

2、PCB如何预防PWM等突变信号对模拟信号（如运放）产生的干扰，又如何进行测试这种干扰（辐射干扰或传导干扰）的大小？除布局布线需要注意外，有无其他方法来进行抑制（除屏蔽的手段）？答：从运放的几个接口入手，输入端要防止空间耦合干扰和PCB串扰（布局改善）；电源需要不同容值去耦电容。测试可以用示波器的探头测试上面说的位置，判断出干扰从何而来。PWM信号如果是通过低通滤波变成直流控制电压的话，可以考虑就进做滤波，或者并联对地一个小电容，让PWM的波形变圆，减少高频分量。3、在PCB设计中如何来体现3W原则与20H原则？答：第一，3W原则，在PCB设计中很容易体现，保证走线与走线的中心间距为3倍的线宽即可，如走线的线宽为6mil，那么为了满足3W原则，在Allegro设置线到线的规则为12mil即可，软件中的间距是计算边到边的间距，如下图所示。

PCB中3W原则示意图 第二，20H原则，在PCB设计的时候，为了体现20H原则，我们一般在平面层分割的时候，将电源层比地层内缩1mm就可以了。然后在1mm的内缩带打上屏蔽地过孔，150mil一个，如下图所示。

PCB中20H原则示意图

知识扩展

01

3W原则

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70%的电场不互相干扰，称为3W规则。如要达到98%的电场不互相干扰，可使用10W的间距。

02

20H原则

由于电源层与地层之间的电场是变化的，在板的边缘会向外辐射电磁干扰。称为边沿效应。解决的办法是将电源层内缩，使得电场只在接地层的范围内传导。以一个H（电源和地之间的介质厚度）为单位，若内缩20H则可以将70%的电场限制在接地层边沿内；内缩100H则可以将98%的电场限制在内。