什么是“3W原则”
在PCB设计时,为了减少线间串扰,经常会听说“3W原则”、“20H原则”、“五五规则”等,下面就具体来介绍一下3W原则。3W原则其实就是为了减小串扰,让走线与走线之间保持3倍线宽的间距,这就是所谓的3W规则。
为什么选择“3W”
正常情况下,如果可以保证两条走线的间距足够大,是可以消除串扰的,但是实际设计中没法实现线间距足够大,因此就出现了“走线间距与串扰”之间的平衡,而当线中心间距不小于3倍线宽时,就可保持大部分电场不互相干扰了,满足3W原则能使信号间的串扰减少65~70%,而满足10W则能使信号间的串扰减少近98%.
下面是针对NEXT和FEXT相对于走线间距的仿真,线宽均为5mil。
为了将串扰限制在可接受的范围内,对于带状线,一般要求走线的间距最好大于走线到参考平面的距离;对于微带线,一般要求走线的间距最好大于走线到参考平面距离的两倍。
哪些信号需要遵循“3W原则”
根据上面的分析,那么在实际PCB设计时,到底哪些信号需要满足“3W原则”呢,哪些信号又不需要呢?
对于两层板,由于密度不大,信号速率不高(如果不是,那肯定不会选两层板了),在满足工艺及阻抗的情况下,走线尽量粗,间距尽量远即可。
对于多层板,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,高速信号线,复位信号线及其他系统关键信号线需要遵循3W原则,对于某些要求较高的信号线,可能还需要满足5W原则,而对于普通的信号线,则根据布线密度适时调整走线间距,并不是板上所有的布线都要强制符合3W原则。