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蛇形走线的主要作用

时间:10-03-03 点击:

  在PCB设计中,布线是完成产品设计保证产品质量的重要步骤,PCB上的任何一条走线都会对信号造成时延时。蛇形线会破坏信号质量,改变传输延时,布线时要尽量避免。但实际设计中,为了使得信号有足够的保持时间,或者补偿“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;往往要故意进行绕线。而蛇形走线就是为了调节延时,满足系统时序设计要求。
  应用场合不同蛇形走线具不同的作用,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,电脑主机板中的蛇形走线,主要用在一些时钟信号中,如CIClk,AGPClk,它的作用有两点:1、阻抗匹配 2、滤波电感。对一些重要信号,如INTEL HUB架构中的HUBLink,一共13根,跑233MHz,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。一般来讲,蛇形走线的线距>=2倍的线宽。PCI板上的蛇行线就是为了适应PCI 33MHzClock的线长要求。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。
  高速数字PCB板的等线长是为了使各信号的延迟差保持在一个范围内,保证系统在同一周期内读取的数据的有效性(延迟差超过一个时钟周期时会错读下一周期的数据),一般要求延迟差不超过1/4时钟周期,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,使信号质量,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。
  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,所以在处理蛇形线时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。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。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。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。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。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。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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