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知識點積累——什么是3W原則和20H原則?

在繪制高速板卡時,經常會聽到工程師們提到3W原則和20H原則,今天核桃就和大伙簡單的聊一下這兩個原則!

3W原則3W原則概念:相鄰信號線的中心間距不小于3倍線寬(其中W就表示線寬)。在低速板卡領域,其實可以不用滿足3W原則,但是在多層高速板卡中高速信號線之間的距離必須滿足3W原則。導體在通過電流時,會在周邊形成一個電場,這在高速板卡中如果相鄰信號線過于近,那相鄰線號線之間的電場會相互影響,導致信號之間的串擾。一般來說3W可隔離70%以上的電場干擾,10W的間距潔可以抑制98%左右的電場干擾,但一般由于高速板卡線路密集,所以一般都是做3W來滿足要求。

其次就是間距過小的話會增加相鄰信號線之間的寄生電容,導致信號衰減和傳輸延遲,影響時序同步性能。

嚴格遵循3W原則會增加PCB面積和布線的難度,因此通常僅對關鍵信號進行強制應用,普通信號可靈活調整。20H原則20H原則要求電源層的邊緣比相鄰接地層邊緣向內縮進20倍的介質厚度(H)的距離,其中H為電源層與地平面層之間的垂直間距(通常指的就是PCB疊層中的介質厚度)。

比如:如果介質的厚度H=0.1mm,那電源層需要內縮2mm(20*0.1mm)。20H原則的主要核心目的,就是通過內縮電源層邊緣,限制電場在接地層范圍內傳導,減少高頻信號產生的邊緣電場輻射,從而降低電磁干擾和提升電磁兼容性,如下圖所示。

20H使用的場景:在多層板設計中,電源層需夾在兩個接地層之間,而且上下接地層向外延伸至少20H,一般來說8層以上的疊層發揮20H的效果會更好。一般在項目設計中,3W原則和20H原則都是配合使用,可以全面的提升整板的EMC性能!

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