阐述PCB线路板LAYOUT的走线技巧
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2020-07-15
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本文主要讲了PCB线路板LAYOUT的走线技巧，希望对你的学习有所帮助。
阐述PCB线路板LAYOUT的走线技巧
下面从直角走线，差分走线，蛇形线三个方面来阐述PCB线路板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？通俗地说就是驱动端发送两个等值、反相的信号，接受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）就是只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。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查模串扰的
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线路板设计中，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。
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