原创 PCB设计指南(6)布线

布线(Routing)

为了保持信号的完整性(signal integrity)和避免噪声的引入及降低电磁干扰(EMI)，制定PCB的布线规则和摆放元件的指南是非常必要的。预防措施有很多，本节只是提供推荐一些布线规则。

(1)    为了将串扰降至10%以下，需保持两条信号走线中心距是高速信号层到接地层距离的三倍(d=3h)。信号走线下的回流密度遵循1/[1+(d/h)²]函数，因此其在d>3h点上的电流密度会非常低，从而避免邻近走线中出现较大的串扰。

    总电流的80%在信号走线下面等于走线6H(3Hx2)的宽度流过。因此避开这个距离，返回电流的密度就能降到最小，从而减少对另一信号线的串扰。

(2) 使用45^o走线弯曲(或者斜切式弯曲)而非90^o弯曲，可保持有效的走线阻抗并避免信号反射。

(3)为了实现在噪声环境下的工作，将隔离器的配置输入端通过一个过孔连接到合适的参考层。将高电平有效配置输入端连接到电源层，同时将低电平有效配置输入端连接至接地层。

(4) 当走线挨着过孔或在过孔间走线时，必须保证过孔的空隙(如阻焊盘或热风焊盘)不会中断在地平面的返回的电流路径。如果一旦过孔的空隙在返回电流路径上时，返回的电流会自动寻找一个低电感的路径绕过空隙。这样做的话，它可能会在其他信号线下面交叉，造成交叉串扰，增加电磁干扰(EMI)。

P100,High-speed circuit board signal integrity,By Stephen C. Thierauf

(5) 避免信号在各层来回走线，因为过孔的增加，电感必然增加，从而使得信号路径电感增加。

(6)信号线在不同层之间走线不可避免，这将会有一个走线过孔和一个返回过孔。在这种情况，尽可能使用最小孔径的过孔，使得增加的电感最小。

(7)使用完整的电源平面和地平面，以控制阻抗及降低电源噪声。

(8)在隔离器与周围电路之间使用较短的走线长度可避免噪声引入。数字隔离器通常会带有隔离式DC/DC转换器，后者提供了跨越隔离层的电源。由于隔离器的单端传输信号对噪声引入过于敏感，因此邻近DC/DC转换器的开关噪声可以很容易被长信号走线引入。

(9) 将大容量电容(比如10μF)置于靠近电源如稳压器旁，或是在电源进入PCB的地方。

(10) 在器件上安装小容量的0.1μF或0.01μF旁路电容。将电容的电源端直接连接至器件的电源端，然后通过两个孔连至Vcc层，经两个过孔将电容的接地端连接至接地层。