PCB新聞 - PCB設計的三種特殊佈線科技

以下從3個方面描述PCB設計的佈局：直角佈線、差分佈線和蛇形佈線：

1、直角佈線（3個方面）

直角佈線對訊號的影響主要體現在3個方面：一是轉角可以等效為輸電線路上的電容性負載，從而减慢上升時間； 二是阻抗不連續會引起訊號反射； 3是在10GHz以上的射頻設計領域產生了直角尖端，這些小直角可能成為高速問題的焦點。

2、差動接線（“等長、等距、基準面”）

什麼是差分訊號？ 用外行的話說，驅動端發送兩個相等和反向的訊號，接收端通過比較兩個電壓之間的差异來判斷邏輯狀態“0”或“1”。 攜帶差分訊號的一對記錄道稱為差分記錄道。 與普通單端訊號路由相比，差分訊號在以下3個方面具有明顯優勢：

1. 抗干擾能力强, 因為兩個差分記錄道之間的耦合非常好. 當有來自外部的雜訊干擾時, 它們幾乎同時耦合到兩條線路上, 接收端只關心兩個訊號之間的差异. 因此, 外部共模雜訊可以完全消除.

2. 它可以有效抑制電磁干擾. 出於同樣的原因, 由於兩個訊號的極性相反, 它們輻射的電磁場可以相互抵消. 聯軸器越緊, 釋放到外部世界的電磁能量越少.

3. 定時定位準確. 因為差分訊號的開關變換位於兩個訊號的交點處, 與普通單端訊號不同, 這取決於要確定的高閾值電壓和低閾值電壓, 受工藝和溫度的影響較小, 並且可以减少定時誤差., 但也更適用於低幅度訊號電路. The current popular LVDS (low voltage differential signaling) refers to this small amplitude differential signaling technology.

3、蛇形線（調整延時）

蛇線是一種常用於佈局的佈線方法。 其主要目的是調整延遲以滿足系統定時設計要求。 兩個關鍵參數是平行耦合長度（Lp）和耦合距離（S）。 顯然，當訊號在蛇形軌跡上傳輸時，平行線段將以差分模式耦合。 Lp越小，耦合度越大。 它可能導致傳輸延遲减少，並且由於串擾，訊號質量大大降低。 該機制可參攷共模和差模串擾的分析。 以下是佈局工程師在處理蛇形線時的一些建議：

1. Try to increase the distance (S) of parallel line segments, 至少大於3H, H是指訊號軌跡到基準面的距離. 用外行的話來說, 這是一個大轉彎. 只要S足够大, 幾乎可以完全避免互耦效應.

2. 减少聯軸器長度Lp. 當雙Lp延遲接近或超過訊號上升時間時, 產生的串擾將達到飽和.

3. 帶狀線或嵌入式微帶的蛇形線引起的訊號傳輸延遲小於微帶的訊號傳輸延遲. 理論上, 帶狀線不會因差模串擾而影響傳輸速率.

4. 對於具有高速和嚴格計時要求的訊號線, 儘量不要使用蛇形線條, 尤其是在小區域.

5. 可以在任何角度經常使用蛇形軌跡, 可以有效减少相互耦合.

6. 高速行駛時 PCB設計, 蛇形線路沒有所謂的濾波或抗干擾能力, 只能降低訊號質量, 囙此，它僅用於定時匹配，沒有其他用途.

7. 有時可以考慮纏繞螺旋佈線. 模擬結果表明，其效果優於常規的蛇形路由.