20h pcb
好的,关于“20h PCB”,这是一个常见的电磁兼容性(EMC)设计规则,特别是在高速数字电路和多层板设计中非常重要。
20h规则的含义:
- 核心概念: 这个规则建议,电源层(Power Plane)的边缘应该向内缩进(内缩)一定的距离,这个距离至少应该是两个参考平面(通常是电源层和地层)之间间距(
h)的20倍。 - 符号解释:
- “h”: 指的是电源层(Power Plane)与其相邻的接地层(Ground Plane)之间的介质层厚度。
- “20h”: 就是
20 × h。这个数值决定了电源层相对于地层需要向内缩进的最小距离。
为什么需要遵守20h规则?
主要目的是抑制PCB边缘的电磁辐射(Edge Radiation):
- 边缘场效应: 在PCB的物理边缘,电源层和地层形成的平板电容器效应会被破坏。电场线不再是紧密耦合在层间,而是会“溢出”到PCB的边缘之外,形成边缘场(Fringe Fields)。
- 天线效应: 这些溢出的边缘场会像小天线一样向外辐射电磁能量(EMI),或者更容易受到外部干扰的影响,从而降低产品的电磁兼容性。
- 减小辐射环路: 通过将电源层内缩20h的距离,可以有效地限制这些边缘辐射场。实验和仿真表明,内缩20h能将边缘辐射强度显著降低(可达70%甚至更多),内缩更大距离(如40h)效果更好,但20h通常被认为是一个成本效益比较高的折中点。
如何应用20h规则?
在PCB设计软件(如Altium Designer, KiCad, Cadence Allegro等)中布局电源层时:
- 确定介质厚度
h: 找出你的叠层结构中,目标电源层与其下方(或上方)的相邻接地层之间的介质(通常是FR4)厚度。这个厚度通常在叠层规划文件中定义(如PP片的厚度)。 - 计算内缩距离:
内缩距离 = 20 × h。 - 内缩电源层: 在PCB编辑器中,设置该电源层的形状(通常是平面填充或负片),让其边缘距离PCB板的物理边缘至少20h的距离。也就是说,电源层的面积要比地层小一圈(仅指边缘区域)。
需要注意的关键点:
- 对象: 规则主要应用于电源层(Power Plane)向地层(Ground Plane)内缩。地层通常应铺满整板以提供良好的屏蔽和参考。
- 层间距离
h: 这个h指的是电源层与其紧邻的、用作参考的地层之间的介质厚度。如果电源层上下都有相邻的地层,通常取较小的那个h来计算。 - 并非绝对: 20h是一个经验法则,并非对所有情况都严格有效。对于极高频率(如GHz以上)或对EMC要求极其苛刻的产品,可能需要更大的内缩距离(如40h)。有时通过其他手段(如增加接地过孔缝合边沿、使用屏蔽罩)也能达到效果或部分替代严格的20h要求。
- 优先级: 当布线空间非常紧张,遵守20h规则可能导致布线困难时,需要权衡利弊。但对于关键的、容易产生噪声的电源(如开关电源、CPU核电压)和高频电路板,强烈建议遵守。
- 成本影响: 内缩电源层意味着有效布线区域略小(主要是边缘部分),但这通常是值得的,因为解决EMC问题后期成本更高。(20h对应的大致物理厚度约 0.7mm左右,具体取决于板材厚度)
总结:
“20h PCB” 是指在PCB设计中,电源层应比地层(参考平面)内缩至少20倍相邻层间介质厚度(20h) 的设计规则。这是为了有效抑制PCB边缘的电磁辐射,提高产品的电磁兼容性(EMI/EMC性能),是高速、高密度多层PCB设计中的一个重要实践准则。
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2025-09-02 16:37:00
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为什么需要20H原则?
“20H原则”是指要确保电源平面边缘比地平面(0V参考面)边缘至少缩进相当于两个平面之间间距的20倍,其中H就是指电源平面与地平面之间的距离,如
PCB设计中的20H原则
“20H原则”是指要确保电源平面边缘比地平面(0V参考面)边缘至少缩进相当于两个平面之间间距的20倍,其中H就是指电源平面与地平面之间的距离,如
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12268
2021-11-07 10:51:03
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胡秋阳
2021-04-29 08:52:15
高速PCB设计中的20H原则是指?资料下载
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路过秋天
2021-04-02 08:48:50
PCB设计中,3W原则、20H原则和五五原则都是什么?
满足3W的话,我们可以只将敏感信号采用3W处理,比如时钟信号、复位信号。20H原则是指电源层相对地层内缩20H的距离,当然也是为抑制边缘辐射效应。在板的边缘会向外辐射电磁干扰。将电源层内缩,使得电场只
在PCB设计中如何来体现3W原则与20H原则?
我们要求地平面大于电源或信号层,这样有利于防止对外辐射干扰和屏蔽外界对自身的干扰,一般情况下在 PCB 设计的时候把电源层比地层内缩 1mm 基本上就可以满足 20H 的原则。
2020-05-30 10:39:38
关于PCB设计中的20H原则解析
20H原则是指电源层相对地层内缩20H的距离,当然也是为抑制边缘辐射效应。在板的边缘会向外辐射电磁干扰。将电源层内缩,使得电场只在接地层的范围内传导。有效的提高了EMC。若内缩
2019-08-12 14:42:22
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