信号完整性 | 说说3W&3H原则

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。

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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，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：

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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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