PCB三种特殊走线技巧:直角走线，差分走线，蛇形线
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2021-01-19
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PCB三种特殊走线技巧三种特殊走线技巧:直角走线，差分走线，蛇形线直角走线，差分走线，蛇形线
布线(Layout)是pcb设计工程师基本的工作技能之一。走线的好坏将直接影响到整个系统的性能，大多数高速的
设计理论也要终经过Layout得以实现并验证，由此可见，布线在高速pcb设计中是至关重要的。下面将针对实际
布线中可能遇到的一些情况，分析其合理性，并给出一些比较优化的走线策略。 主要从直角走线，差分走
线，蛇形线等三个方面来阐述。 1.直角走线 直角走线一般是pcb布线中要求尽量避免的情况，也几乎成
为衡量布线好坏的标准之一，那么直角走线究竟会对信号传输产生多大的影响呢?从原理上说，直角走线会使传
输线的线宽发生变化，造成阻抗的不连续。其实不光是直角走线，顿角，锐角走线都可能会造成阻抗变
布线(Layout)是pcb设计工程师基本的工作技能之一。
走线
的好坏将直接影响到整个系统的性能，大多数高速的设计理论
也要终经过Layout得以实现并验证，由此可见，布线在高速pcb设计中是至关重要的。下面将针对实际布线中可能遇到的一些
情况，分析其合理性，并给出一些比较优化的
走线
策略。
主要从直角
走线
，差分走线，蛇形线等三个方面来阐述。
1.直角走线直角走线
直角走线一般是pcb布线中要求尽量避免的情况，也几乎成为衡量布线好坏的标准之一，那么直角走线究竟会对信号传输
产生多大的影响呢?从原理上说，直角走线会使传输线的线宽发生变化，造成阻抗的不连续。其实不光是直角走线，顿角，锐
角走线都可能会造成阻抗变化的情况。
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;
三是直角产生的EMI。
传输线的直角带来的寄生电容可以由下面这个经验公式来计算：
C=61W(Er)1/2/Z0
在上式中，C就是指拐角的等效电容(单位：pF)，W指走线的宽度(单位：inch)，εr指介质的介电常数，Z0就是传输线的特
征阻抗。举个例子，对于一个4Mils的50欧姆传输线(εr为4.3)来说，一个直角带来的电容量大概为0.0101pF，进而可以估算由
此引起的上升时间变化量：
T10-90%=2.2CZ0/2=2.20.010150/2=0.556ps
通过计算可以看出，直角走线带来的电容效应是极其微小的。
由于直角走线的线宽增加，该处的阻抗将减小，于是会产生一定的信号反射现象，我们可以根据传输线章节中提到的阻抗
计算公式来算出线宽增加后的等效阻抗，然后根据经验公式计算反射系数：
ρ=(Zs-Z0)/(Zs+Z0)
一般直角走线导致的阻抗变化在7%-20%之间，因而反射系数为0.1左右。而且，从下图可以看到，在W/2线长的时间内传
输线阻抗变化到，再经过W/2时间又恢复到正常的阻抗，整个发生阻抗变化的时间极短，往往在10ps之内，这样快而且微小的
变化对一般的信号传输来说几乎是可以忽略的。
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