PCB的三种特殊走线技巧

PCB设计中，布线(Layout)是最基本的工作技能之一，走线的好坏直接影响到整个系统的性能，在大多数高速的设计理论最终也要经过Layout来实现并验证，可想这布线在PCB设计中是多么重要的一步!今天就来看看直角走线、差分走线、蛇形线这三种特殊的走线技巧，你是否能GET到呢?

　　第一种：直角走线

直角走线是衡量布线好坏的标准之一，这种走线方式一般会被要求尽量避免，因为直角走线会对信号有一定的影响，主要体现在三个方面：

一、拐角可以等效为传输线上的容性负载，减缓上升时间;

二、阻抗不连续会造成信号的反射;

三、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。

　　第二种：差分走线

差分信号是指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便称为差分走线。

差分信号(DifferentialSignal)在高速电路设计中的应用逐渐广泛，电路中最关键的信号通常都要采用差分结构设计。

差分信号和普通的单端信号走线相比，最明显的3个优势：

一、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以被完全抵消。

二、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。

三、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。

对于PCB工程师来说，最关注的还是如何确保在实际走线中能完全发挥差分走线的这些优势。也许只要是接触过Layout的人都会了解差分走线的一般要求，那就是’等长、等距。

等长是为了保证两个差分信号时刻保持相反极性，减少共模分量;等距则主要是为了保证两者差分阻抗一致，减少反射。尽量靠近原则’有时候也是差分走线的要求之一。

　　第三种：蛇形线(调节延时)

蛇形走线是电路板布线当中比较特殊的一种类似于蛇的形状的走线，其主要目的就是为了调节延时，满足系统时序设计要求。

蛇形走线最关键的两个参数就是平行耦合长度(Lp)和耦合距离(S)，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。

这很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。

　　在处理蛇形线，小编整理了几点对PCB设计工程师的几点建议：

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。

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、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。

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。

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。

6、高速PCB设计中，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。

7、有时可以考虑螺旋走线的方式进行绕线，仿真表明，黎器噩作乱正常的蛇形走线。

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