说说3H&3W原则

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最近在总结学习PCB设计规则的相关知识,在一些消费类或者速率要求不高的产品上,还在沿用着“3W原则”。所谓“3W原则”,就是保证线与线的间距,保持线与线中间间距不小于3倍线宽,这样可保证大部分电场串扰在合理范围内。

一些资料给出的经验值:满足3W原则使信号间的串扰减少70%,满足10W则能使信号间的串扰减少95%

看到10W原则,想到高速信号离电源间距一般为40mil左右的问题。虽然间距与叠层、导线宽度有关,一般产品的多层板(6~8层),单端线的宽度一般是4 mil左右,3 mil线宽有些PCB板厂管控阻抗会有问题,5 mil以上的线宽PCB版图走线密度会有问题。所以,我们看到很多产品的单端线是4 mil或者5 mil。

其实,除了“3W原则”,还有就是“3H原则”,所谓“3H原则”,就是线与线的间距,不少于走线层面到参考平面的间距的3倍。

这两个原则,虽然近似,但还是有所区别:3W原则注重磁场耦合,3H原则注重电场耦合。

在PCB设计的实际操作中,两者的数值也是有区别的。如下图,3W和3H是不同的:

为了更直观来对比这两个原则的差别,拿仿真软件做了个S参数的对比,只是对介质H做了变化,其他的设置参数保持不变,发现仿真结果还是有差别的。

一般来说,多层板板厚的限制,H和W的数值大体相同,所以即使有3H原则的应用,但还是沿用3W原则来管控PCB设计的走线间距。一般的设计,满足3W原则也就可以了,但对于参考平面距离H较远时,相邻走线回流电流之间的相互干扰会比较大,需要注意3H原则

下图就给出了一个相关特例情况,仿真的结果也说明,3W和3H的原则还是有区别的,我们还是要搞清楚中间的区别,才能在实际工作中灵活应用。

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