PCB设计中，什么是3W原则和20H原则？

[01 引言](#01 引言)

[02 3W原则](#02 3W原则)

[03 20H原则](#03 20H原则)

[04 写在最后](#04 写在最后)

01 引言

关于PCB设计，常听人说3W原则 、20H原则...

那这两个原则具体指的是什么？在PCB上是如何体现的？这期内容就来盘一盘。

在PCB布线时，为了减少信号线间的串扰，需要保证相邻信号线的中心线距 至少是线宽(W) 的3倍，这就是3W原则。

例如，如果线宽为8mil，要满足3W原则，那么相邻信号线的中心线距就要不小于24mil，示意图如下：

现在通过上述内容已经知悉了3W原则，那么2W原则又是怎么回事？事实上，2W原则只是3W原则的另一种表述而已，本质是一回事；

2W原则指的是相邻信号线的边到边的距离 至少是线宽(W) 的2倍，通过计算也能发现两者异曲同工，假如相邻信号线的中心线距为2W，那么相邻信号线边到边的距离是3W-1/2W-1/2W=2W；

2W原则的示意图如下：

之所以会产生3W原则 和2W原则 两种不同表述的原因是，理论和PCB设计软件之间的差异，例如很多理论文献、设计指南文档中，为了严谨，一般会使用"中心间距3W "的表述；而像AD和Cadence这种设计软件，它们所指的线间安全距离往往指的是边到边的距离。

再回到3W原则的作用，根据实际仿真数据表明，遵守3W原则可以确保一条信号线的电场对邻近信号线的串扰降低70％。

所以，在PCB布线时，对于那些高速、敏感信号尽要可能满足3W原则，而像GPIO等常规控制信号，则可以相对放宽约束。

指多层PCB设计中，将电源层(Power)的边缘相对于地层(Ground)向内缩进一段距离，这个距离是电源与地平面之间介质厚度(H)的20倍，这就是20H原则。

例如，电源层与地层之间的介质厚度为0.2mm，则电源层需内缩20×0.2mm= 4mm，示意图如下：

和3W原则一样，20H原则也是PCB设计中的一项经验性规则，主要用于多层PCB电源层与地层的布局上，目的是为了减少电源平面与地平面之间的边缘电磁干扰(EMI)辐射。

根据查询到的资料，电源层内缩20H后，电场强度可衰减70%左右；内缩100H时衰减可达98%左右，选择20H，只因它是性价比最高的折中方案，因为选择100H会导致空间压缩严重，而性能提升并不多。

20H原则适用的场景是多层PCB、高频电路(频率≥50MHz)、对EMC要求很高、电源层和地层要相邻，在满足这些场景下，20H原则才能体现出它的效果。

PCB设计是一个复杂的系统工程，无论是3W原则还是20H原则，都是为了提高设计成功率的经验性规则；了解它们，然后在实际项目中灵活应用，才是最考验水平的地方。