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PCB三种特殊布线

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发表于 2018-10-25 16:10 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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    为大家介绍三种PCB的特殊走线技巧。将从直角走线,差分走线,蛇形线三个方面来阐述PCBLAYOUT的走线:
9 I+ a% ^. {: u4 g) ^! L
  一、直角走线(三个方面)  ]' I# i" ~& f6 z% Q

* m; x/ \* e/ Z7 r  直角走线的对信号的影响就是主要体现在三个方面:一是拐角可以等效为传输线上的容性负载,减缓上升时间;二是阻抗不连续会造成信号的反射;三是直角尖端产生的EMI,到10GHz以上的RF设计领域,这些小小的直角都可能成为高速问题的重点对象。: k; [# O) ?% u8 ?7 _% f

4 ~6 {( ?. j& i3 n  二、差分走线(“等长、等距、参考平面”)
- T8 w! d) B( m, k0 G8 t; X$ }" G1 I5 a4 e% q; [
  何为差分信号(DifferentialSignal)?通俗地说就是驱动端发送两个等值、反相的信号,接收端通过比较这两个电压的差值来判断逻辑状态“0”还是“1”。而承载差分信号的那一对走线就称为差分走线。差分信号和普通的单端信号走线相比,****明显的优势体现在以下三方面:
2 p; W' ]0 h% I" G4 ^3 }, P
1 ?- X( Q$ v3 C: j  1、抗干扰能力强,因为两根差分走线之间的耦合很好,当外界存在噪声干扰时,几乎是同时被耦合到两条线上,而接收端关心的只是两信号的差值,所以外界的共模噪声可被完全抵消。
4 {. Z, J+ n6 g2 Q( X3 _% `. _+ U+ i8 u% l; _' V, y8 r; i
  2、能有效抑制EMI,同样的道理,由于两根信号的极性相反,他们对外辐射的电磁场可以相互抵消,耦合的越紧密,泄放到外界的电磁能量越少。4 |( \2 l: n" E3 D' l0 }
7 N: J% g; ~# `# m8 k. w. c2 b
  3、时序定位精确,由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点,而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断,因而受工艺,温度的影响小,能降低时序上的误差,同时也更适合于低幅度信号的电路。目前流行的LVDS(lowvoltagedifferentialsignaling)就是指这种小振幅差分信号技术。% U- J. W9 K  w2 d8 s9 H
6 e. W2 [+ Y8 V) N7 j2 H1 j
  三、蛇形线(调节延时)/ [; m9 j+ \3 W  A- R

$ f- {, q9 v, |/ Q' t7 z- w  蛇形线是Layout中经常使用的一类走线方式。其主要目的就是为了调节延时,满足系统时序设计要求。其中****关键的两个参数就是平行耦合长度(Lp)和耦合距离(S),很明显,信号在蛇形走线上传输时,相互平行的线段之间会发生耦合,呈差模形式,S越小,Lp越大,则耦合程度也越大。可能会导致传输延时减小,以及由于串扰而大大降低信号的质量,其机理可以参考对共模和差模串扰的分析。下面是给Layout工程师处理蛇形线时的几点建议:6 N  |: a4 G7 ?: K. T; q9 H

( V# {" w# g5 a6 X! A5 g  1、尽量增加平行线段的距离(S),至少大于3H,H指信号走线到参考平面的距离。通俗的说就是绕大弯走线,只要S足够大,就几乎能完全避免相互的耦合效应。7 }& r  M+ ?! p2 g9 j

: I' g1 s9 H! K1 w, a  2、减小耦合长度Lp,当两倍的Lp延时接近或超过信号上升时间时,产生的串扰将达到饱和。
3 F# ]( W* N! k; y5 I& J
7 ~. o' B) K+ i) ?  3、带状线(Strip-Line)或者埋式微带线(EmbeddedMicro-strip)的蛇形线引起的信号传输延时小于微带走线(Micro-strip)。理论上,带状线不会因为差模串扰影响传输速率。# H8 h* D" E# u8 L1 j0 `$ z5 g

9 s( L/ y- J% @2 y* R  4、高速以及对时序要求较为严格的信号线,尽量不要走蛇形线,尤其不能在小范围内蜿蜒走线。, W* Y# g2 v, ?3 b! G  h

: f: ]! K0 O# ?  5、可以经常采用任意角度的蛇形走线,能有效的减少相互间的耦合。
# \9 g6 [# p" a2 r6 r; K6 T1 q0 d! Y- P' f8 @0 S
  6、高速中,蛇形线没有所谓滤波或抗干扰的能力,只可能降低信号质量,所以只作时序匹配之用而无其它目的。
# j3 j! X  F* P" m9 s; ], y
8 d& v: e# G4 P9 j% g# l  7、有时可以考虑螺旋走线的方式进行绕线,仿真表明,其效果要优于正常的蛇形走线。
& R5 d1 k0 R/ y5 T* S       更多PCB打样信息尽在:www.jiepei.com/g34
0 ?: c9 U5 \5 W  P
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