PCB設(shè)計(jì)中,3W原則、20H原則和五五原則都是什么

3W 原則

在 PCB 設(shè)計(jì)中為了減少線間串?dāng)_，應(yīng)保證線間距足夠大，當(dāng)線中心間距不少于 3 倍線寬時(shí)，則可保持大部分電場(chǎng)不互相干擾，這就是 3W 規(guī)則。

3W 原則是指多個(gè)高速信號(hào)線長(zhǎng)距離走線的時(shí)候，其間距應(yīng)該遵循 3W 原則，例如時(shí)鐘線，差分線，視頻、音頻信號(hào)線，復(fù)位信號(hào)線及其他系統(tǒng)關(guān)鍵電路需要遵循 3W 原則，而并不是板上所有的布線都要強(qiáng)制符合 3W 原則。

滿足 3W 原則能使信號(hào)間的串?dāng)_減少 70%，而滿足 10W 則能使信號(hào)間的串?dāng)_減少近 98%。

3W 原則雖然易記，但要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，這個(gè)原則成立是有先前條件的。從串?dāng)_成因的物理意義考量，要有效防止串?dāng)_，該間距與疊層高度、導(dǎo)線線寬相關(guān)。對(duì)于四層板，走線與參考平面高度距離（5~10mils），3W 是夠了；但兩層板，走線與參考層高度距離（45~55mils），3W 對(duì)高速信號(hào)走線可能不夠。3W 原則一般是在 50 歐姆特征阻抗傳輸線條件下成立。

一般在設(shè)計(jì)過(guò)程中因走線過(guò)密無(wú)法所有的信號(hào)線都滿足 3W 的話，我們可以只將敏感信號(hào)采用 3W 處理，比如時(shí)鐘信號(hào)、復(fù)位信號(hào)。

20H 原則

是指電源層相對(duì)地層內(nèi)縮 20H 的距離，當(dāng)然也是為抑制邊緣輻射效應(yīng)。在板的邊緣會(huì)向外輻射電磁干擾。將電源層內(nèi)縮，使得電場(chǎng)只在接地層的范圍內(nèi)傳導(dǎo)。有效的提高了 EMC。若內(nèi)縮 20H 則可以將 70%的電場(chǎng)限制在接地邊沿內(nèi)；內(nèi)縮 100H 則可以將 98%的電場(chǎng)限制在內(nèi)。

“20H 規(guī)則”的采用是指要確保電源平面的邊緣要比 0V 平面邊緣至少縮入相當(dāng)于兩個(gè)平面間層距的 20 倍。

這個(gè)規(guī)則經(jīng)常被要求用來(lái)作為降低來(lái)自 0V/ 電源平面結(jié)構(gòu)的側(cè)邊射擊發(fā)射技術(shù)（抑制邊緣輻射效應(yīng)）。但是，20H 規(guī)則僅在某些特定的條件下才會(huì)提供明顯的效果。

這些特定條件包括有：
1、在電源總線中電流波動(dòng)的上升 / 下降時(shí)間要小于 1ns。
2、電源平面要處在 PCB 的內(nèi)部層面上，并且與它相鄰的上下兩個(gè)層面都為 0V 平面。這兩個(gè) 0V 平面向外延伸的距離至少要相當(dāng)于它們各自與電源平面間層距的 20 倍。
3、在所關(guān)心的任何頻率上，電源總線結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生諧振。
4、PCB 的總導(dǎo)數(shù)至少為 8 層或更多。

五五原則

印制板層數(shù)選擇規(guī)則，即時(shí)鐘頻率到 5MHz 或脈沖上升時(shí)間小于 5ns，則 PCB 板須采用多層板，這是一般的規(guī)則，有的時(shí)候出于成本等因素的考慮，采用雙層板結(jié)構(gòu)時(shí)，這種情況下，最好將印制板的一面做為一個(gè)完整的地平面層。

審核編輯黃宇