三种PCB的特殊走线技巧论述.pdf

三种 PCB 的特殊走线技巧 在讲解 PCB 布线完成后的检查工作之前，先为大家介绍三种 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 PCB LAYOUT 的走线： 一、直角走线（三个方面） 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。 二、差分走线（“等长、等距、参考平面”） 何为差分信号（Differential Signal）？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，最明显的优势体现在 以下三方面： 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。 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。 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（low voltage differential signaling） 就是指这种小振幅差分信号技术。 三、蛇形线（调节延时） 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。其中最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： 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（Embedded Micro-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，其效果 要优于正常的蛇形走线。 手术很重要，术后恢复也必不可少！讲完了 PCB 布线，那么布完 线就完事了吗？很显然，不是！PCB 布线后检查工作也很必须，那么 如何对 PCB 设计中布线进行检查，为后来设计铺好路呢？请看下文！ 通用 PCB 设计图检查项目 1）电路分析了没有？为了平滑信号电路划分成基本单元没有？ 2）电路允许采用短的或隔离开的关键引线吗？ 3）必须屏蔽的地方，有效地屏蔽了吗？ 4）充分利用了基本网格图形没有？ 5）印制电路板的尺寸是否为最佳尺寸？ 6）是否尽可能使用选择的导线宽度和间距？