PCB设计规则中的经验公式_笔记

2023-12-17 12:07:26

PCB设计规则中的经验公式

规则1 - 临界长度

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规则2 - 信号带宽与上升时间

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规则3- 时钟信号带宽

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规则4-信号传输速度

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规则5- 集肤 (效应) 深度

对于铜导线
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规则6 - 50Ω传输线电容

FR4材质
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规则7 - 50Ω传输线电感

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规则8 - 回流路径电感

平行长导线，线宽=间隔
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规则9 - 地弹噪声

特征阻抗为 50Ω 时
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规则10- 串行传输比特率与信号带宽

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规则11- PCB走线直流电阻

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1 oz 铜箔

PCB分割线的设计

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单点接地。这样地平面上的高频干扰电流就不会或者很少流到敏感电路部分，但这样做不是没有代价的。原来高频电流通道变小了，阻抗变大了，这部分的干扰电压会上升 。
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而地平面分隔的地方，实际上形成了一个狭缝天线电路板的EMI辐射增加了，所以在另一种场合这种分割地平面的方法，也许是不恰当的。
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选取还要结合实际情况来进行取舍 ，并没有一刀解决问题的粗暴方案，噪声无法完全消除，但可以尽量压低 那么噪声水平多低才能接受呢？PCB 的走线可以尽量短，却不能为零，精确的答案是没有必要的 快速、简洁才是王道。

走线那么多短才算短呢?

下面我们来分析一个地弹问题，同时也介绍两个经验公式
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如果信号的回流路径的寄生电感过大，高频电流经过回流路径时就会产生噪声干扰， 这个在地线上出现的干扰电压通常叫做地弹。
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如果电路中存在多个信号共享回流路径，那么一个信号引起的地弹噪声就会窜入到其他信号中， 同一时刻输出的数字信号越多在他们共用的回流路径中就会有越多的变化电流。地弹电压噪声也就越大，计算信号的回流路径的地弹电压。

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如果信号线是按特征阻抗等于50Ω计算那么可以用这个公式推导一下，就可以得到如图下公式，其实是噪声与信号之比。
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例如：回流路径的总电感为 5 nH，地弹电压与信号电压之比为15%。
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紧接着的一个问题就是回流路径的电感怎么确定，这就是我要介绍的第二个公式。
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对于50Ω传输线回路电感用这个经验公式来确定，对于平行的信号线和回流路径。
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如果走线的宽度与走线的间隔相同，这条经验规则可以用来估计插座或者IC 引脚走线的电感，如果走线周围有大面积的铜箔或者间距与线宽不符，那么经验公式就无能为力了，需要两维的电磁场求解器来计算。

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总结：就是信号路径与回流路径的走线两者不能相离的太远导致有大的回流电感，也不能相离的太近。所以信号的回流路径产生地弹噪声最小才算真正意义上的短。

文章来源:https://blog.csdn.net/weixin_41226265/article/details/134572619
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