蛇形走线有什么作用? 本人和同行讨论也参考了一些资料,蛇形走线作用大致如下:希望
大家补充纠正. 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时延时,
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. 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),当PCB 布线的延迟时间大于信号上升时间(或下降时间)的1/4 时,该布
线即可以看成传输线,为了保证信号的输入和输出阻抗与传输线的阻抗正确匹配,可以采用多
种形式的匹配方法,所选择的匹配方法与网络的连接方式和布线的拓朴结构有关. 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,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,电脑主机板中的蛇形走线,主要用在一些时钟信号中,如PCIClk,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. 补充一: 采用蛇行线的确有助于提高主板、显卡的
稳定性,有助于消除长直布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.当然你也能够通过减小布线的密度达到相同的效果. 有条
件的朋友可以观察一下手边的主板.CPU 插座-->北桥芯片、北桥-->AGP 插槽、频率发生器
背面、内存DIMM 槽附近,这些是集中使用蛇行线的地方.
究其原因,还是这些都是工作在高频,并且还需要稳定的电流信号. 在PROTEL 中一般先
大致手工画好线,然后把要设置的所有线为一个CLASS,选Tools/Equalize net lengths. 补充二:
减轻线与线的串扰最主要的就是增加线间距,而和绕蛇行无关,蛇行线反而会带入导线自身的
串扰问题,计算机主版个部分信号对时序要求非常严格,所以必须对每种信号进行长度匹配,
以满足足够的建立和保持时间,走蛇行线仅仅是和时序设计相关,和高频信号完整性无关.我
看过的国外多本信号完整性著作,还有芯片组厂商的Guildline,均没有要求设计者采用蛇行线
走法,当然会有走线长度要求,但这只是符合时序规范要求.
调整走线上的传播延时,满足时序匹配
<P>其主要目的就是为了调节延时,满足系统时序设计要求。设计者首先要有这样的认
识: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.
那么,蛇形线对信号传输有什么影响呢?走线时要注意些什么呢?其中最关键的两个参数就
是平行耦合长度(Lp)和耦合距离(S),很明显,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,处理蛇形线时的几点建议:
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。
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。
3. 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。
4. 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。
5. 可以经常采用任意角度的蛇形走线,如图
间的耦合。
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。
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时延时,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。
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,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.
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