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pcb设计中怎么样正确地使用蛇形线

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发表于 2018-9-18 16:34 | 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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本帖最后由 Cinderella0922 于 2018-9-21 08:54 编辑 ' x. Q* ^$ L2 _4 P
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       蛇形线其主要目的就是为了调节延时,满足系统时序设计要求,是Layout中经常使用的一类走线方式。9 ~& V6 T$ e4 [- O& D

* ?# E- R6 q; {1 O, ^" i$ X8 C  设计者必须要知道:蛇形线会破坏信号质量,改变传输延时,布线时要尽量避免使用。但实际设计中,为了保证信号有足够的保持时间,或者减小同组信号之间的时间偏移,往往不得不故意进行绕线。

1 d5 `: X: {* a0 S( @3 c+ z( b5 g, I2 s5 g1 q0 b7 Q4 E
  蛇形线对信号传输的影响,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。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。在高速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 I/ a) E$ j' u' F" g" b

4 T% U7 U' `. j$ s% U  PCB上的任何一条走线在通过高频信号的情况下都会对该信号造成延时,蛇形走线的主要作用是补偿“同一组相关”信号线中延时较小的部分,这些部分通常是没有或比其它信号少通过另外的逻辑处理;最典型的就是时钟线,通常它不需经过任何其它逻辑处理,因而其延时会小于其它相关信号.
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  单位长度的线延迟差也是固定的,延迟跟线宽,线长,铜厚,板层结构有关,但线过长会增大分布电容和分布电感,使其信号质量受到影响,所以时钟IC引脚一般都接RC端接,但蛇形走线并非起电感的作用,相反的,电感会使信号中的上升元中的高次谐波相移,造成信号质量恶化,所以要求蛇形线间距最少是线宽的两倍,信号的上升时间越小就越易受分布电容和分布电感的影响.因为应用场合不同具不同的作用,如果蛇形走线在电脑板中出现,其主要起到一个滤波电感的作用,提高电路的抗干扰能力,电脑主机板中蛇形走线的作用主要有两点:1、阻抗匹配2、滤波电感.对一些重要信号,要求必须严格等长,以消除时滞造成的隐患,绕线是唯一的解决办法.. d! n) Z# A% `& m- ?1 G2 j

1 g6 z+ _: n; a! u' h  若在一般普通PCB板中,是一个分布参数的LC滤波器,还可作为收音机天线的电感线圈,短而窄的蛇形走线可做保险丝等等.* a* D/ d* G4 @2 D1 ?' c

, r9 z: G  Z+ m, h4 N6 i, e  {( A- @  采用蛇行线的确有助于提高主板、显卡的稳定性,有助于消除长直线在电流通过时产生的电感现象,减轻线与线之间的串扰问题,这一点在高频率时表现得尤为明显.当然设计者也能够通过减小布线的密度达到相同的效果., z+ k  g( g/ \) \( e
% `. ]* c- x1 i/ M+ |  `7 c5 q
  蛇型走线时要注意几点:! U: p; M- v0 Q6 [
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  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。
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; f9 a0 ^7 Y8 C6 Q  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。
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- z* x% U) `3 P9 c! J! I  u( M5 C  3.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。
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  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。- l& j& B, M7 }2 b) M2 G

- e" N2 E: U. o3 C* l* ~  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。) p5 ^3 N3 [4 s8 q+ }  T
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