PCB- 蛇形走线的作用
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蛇形走線的作用1.? 蛇形走線主要用在高速電路的設計中。因為高速電路設計時需要考慮信號完整性,數據線需要等長,所以有些線必須要走蛇形線以使他的線長和其他線一樣。 2.?蛇形走線只要用于高頻線中,但它的作用除了信號線等長外,還可作為一個電感起濾干擾雜波作用::蛇形線相鄰兩線同一時刻電流大小相等,方向相反,彼此平行,磁場相互抵消,哪里來的電感作用!
只是針對高頻的數字電路,解決時序問題.? 一般只對延遲時間有用,至于信號完整性和電感不是主要作用,忽略不計! 蛇行走線主要是為了增加延時從而使得不同走線之間等長。但是需要注意,蛇行線之間有距離要求,距離太近的話,由于耦合會導致你的蛇行線不起作用并且信號質量變差。 蛇形線蛇形線是Layout中經常使用的一類走線方式。其主要目的就是為了調節延時,滿足系統時序設計要求。設計者首先要有這樣的認識:蛇形線會破壞信號質量,改變傳輸延時,布線時要盡量避免使用。但實際設計中,為了保證信號有足夠的保持時間,或者減小同組信號之間的時間偏移,往往不得不故意進行繞線。 那么,蛇形線對信號傳輸有什么影響呢?走線時要注意些什么呢?其中最關鍵的兩個參數就是平行耦合長度(Lp)和耦合距離(S),圖1-8-21所示。很明顯,信號在蛇形走線上傳輸時,相互平行的線段之間會發生耦合,呈差模形式,S越小,Lp越大,則耦合程度也越大。可能會導致傳輸延時減小,以及由于串擾而大大降低信號的質量,其機理可以參考第三章對共模和差模串擾的分析。下面是給Layout工程師處理蛇形線時的幾點建議:1. 盡量增加平行線段的距離(S),至少大于3H,H指信號走線到參考平面的距離。通俗的說就是繞大彎走線,只要S足夠大,就幾乎能完全避免相互的耦合效應。 2. 減小耦合長度Lp,當兩倍的Lp延時接近或超過信號上升時間時,產生的串擾將達到飽和。 3. 帶狀線(Strip-Line)或者埋式微帶線(Embedded Micro-strip)的蛇形線引起的信號傳輸延時小于微帶走線(Micro-strip)。理論上,帶狀線不會因為差模串擾影響傳輸速率。 4. 高速以及對時序要求較為嚴格的信號線,盡量不要走蛇形線,尤其不能在小范圍內蜿蜒走線。 5. 可以經常采用任意角度的蛇形走線,如圖1-8-20中的C結構,能有效的減少相互間的耦合。 6. 高速PCB設計中,蛇形線沒有所謂濾波或抗干擾的能力,只可能降低信號質量,所以只作時序匹配之用而無其它目的。 7. 有時可以考慮螺旋走線的方式進行繞線,仿真表明,其效果要優于正常的蛇形走線。 詳解蛇形走線的作用 本人和同行討論也參考了一些資料,蛇形走線作用大致如下:希望大家補充糾正。 ??? PCB上的任何一條走線在通過高頻信號的情況下都會對該信號造成時延時,蛇形走線的主要作用是補償“同一組相關”信號線中延時較小的部分,這些部分通常是沒有或比其它信號少通過另外的邏輯處理;最典型的就是時鐘線,通常它不需經過任何其它邏輯處理,因而其延時會小于其它相關信號。 ??? 高速數字PCB板的等線長是為了使各信號的延遲差保持在一個范圍內,保證系統在同一周期內讀取的數據的有效性(延遲差超過一個時鐘周期時會錯讀下一周期的數據),一般要求延遲差不超過1/4時鐘周期,單位長度的線延遲差也是固定的,延遲跟線寬,線長,銅厚,板層結構有關,但線過長會增大分布電容和分布電感,使信號質量,所以時鐘IC引腳一般都接RC端接,但蛇形走線并非起電感的作用,相反的,電感會使信號中的上升元中的高次諧波相移,造成信號質量惡化, 所以要求蛇形線間距最少是線寬的兩倍,信號的上升時間越小就越易受分布電容和分布電感的影響. ????? 因為應用場合不同具不同的作用,如果蛇形走線在電腦板中出現,其主要起到一個濾波電感的作用,提高電路的抗干擾能力,電腦主機板中的蛇形走線,主要用在一些時鐘信號中,如PCIClk,AGPClk,它的作用有兩點:1、阻抗匹配 2、濾波電感。對一些重要信號,如INTEL HUB架構中的HUBLink,一共13根,跑233MHz,要求必須嚴格等長,以消除時滯造成的隱患,繞線是唯一的解決辦法。一般來講,蛇形走線的線距 >=2倍的線寬。PCI板上的蛇行線就是為了適應PCI 33MHzClock的線長要求。若在一般普通PCB板中,是一個分布參數的 LC 濾波器,還可作為收音機天線的電感線圈,短而窄的蛇形走線可做保險絲等等. 補充一: ??? 采用蛇行線的確有助于提高主板、顯卡的穩定性,有助于消除長直布線在電流通過時產生的電感現象,減輕線與線之間的串擾問題,這一點在高頻率時表現得尤為明顯。當然你也能夠通過減小布線的密度達到相同的效果。 ??? 有條件的朋友可以觀察一下手邊的主板。CPU插座-->北橋芯片、北橋-->AGP插槽、頻率發生器背面、內存DIMM槽附近,這些是集中使用蛇行線的地方。究其原因,還是這些都是工作在高頻,并且還需要穩定的電流信號。 ?在PROTEL中一般先大致手工畫好線,然后把要設置的所有線為一個CLASS,選Tools/Equalize net lengths。 補充二: ??? 減輕線與線的串擾最主要的就是增加線間距,而和繞蛇行無關,蛇行線反而會帶入導線自身的串擾問題,計算機主版個部分信號對時序要求非常嚴格,所以必須對每種信號進行長度匹配,以滿足足夠的建立和保持時間,走蛇行線僅僅是和時序設計相關,和高頻信號完整性無關。我看過的國外多本信號完整性著作,還有芯片組廠商的Guildline,均沒有要求設計者采用蛇行線走法,當然會有走線長度要求,但這只是符合時序規范要求。 |
總結
以上是生活随笔為你收集整理的PCB- 蛇形走线的作用的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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