一、PCBLayout中的走线策略 布线(Layout)是PCB设计工程师最基本的工作技能之一。走线的优劣将直接影响到整个系统的性能,大多数高速的设计理论也要最后经过Layout以求构建并检验,由此可见,布线在高速PCB设计中是至关重要的。
下面将针对实际布线中有可能遇上的一些情况,分析其合理性,并得出一些较为优化的走线策略。主要从直角回头线,差分回头线,蛇形线等三个方面来阐释。 1.直角回头线 直角回头线一般是PCB布线中拒绝尽量避免的情况,也完全沦为取决于布线优劣的标准之一,那么直角回头线到底不会对信号传输产生多大的影响呢?从原理上说道,直角走线不会使传输线的线宽发生变化,导致电阻的不倒数。
只不过不光是直角回头线,顿角,锐角走线都可能会导致电阻变化的情况。 直角走线的对信号的影响就是主要反映在三个方面:一是拐角可以等效为传输线上的容性阻抗,减慢上升时间;二是电阻不倒数不会导致信号的光线;三是直角尖端产生的EMI。 很多人对直角走线都有这样的解读,指出尖端更容易升空或接管电磁波,产生EMI,这也沦为许多人指出无法直角走线的理由之一。
然而很多实际测试的结果显示,直角走线并会比直线产生很显著的EMI。或许目前的仪器性能,测试水平制约了测试的精确性,但最少说明了一个问题,直角走线的电磁辐射早已大于仪器本身的测量误差。 总的说来,直角走线并不是想象中的那么可怕。
最少在GHz以下的应用于中,其产生的任何诸如电容,光线,EMI等效应在TDR测试中完全反映不出来,高速PCB设计工程师的重点还是应当放到布局,电源/地设计,回头线设计,过孔等其他方面。当然,尽管直角回头线带给的影响不是很相当严重,但并不是说道我们以后都可以回头直角线,留意细节是每个杰出工程师不可或缺的基本素质,而且,随着数字电路的飞速发展,PCB工程师处置的信号频率也不会大大提升,到10GHz以上的RF设计领域,这些小小的直角都有可能沦为高速问题的重点对象。 2.差分回头线 差分信号(DifferentialSignal)在高速电路设计中的应用于更加普遍,电路中最关键的信号往往都要使用差分结构设计,什么另它这么倍受青睐呢?在PCB设计中又如何能确保其较好的性能呢?带着这两个问题,我们展开下一部分的辩论。 何为差分信号?通俗地说道,就是驱动末端发送到两个等值、转换器的信号,接收端通过较为这两个电压的差值来辨别逻辑状态0还是1。
而支撑差分信号的那一对走线就称作差分回头线。 差分信号和普通的单端信号回头线比起,最显著的优势反映在以下三个方面: a.抗干扰能力强劲,因为两根差分回头线之间的耦合很好,当外界不存在噪声阻碍时,完全是同时被耦合到两条线上,而接收端关心的只是两信号的差值,所以外界的共模噪声可以被几乎抵销。
b.能有效地诱导EMI,某种程度的道理,由于两根信号的极性相反,他们对外电磁辐射的电磁场可以互相抵销,耦合的越密切,泄放在外界的电磁能量越多。 c.时序定位准确,由于差分信号的电源变化是坐落于两个信号的交点,而不像普通单端信号依赖强弱两个阈值电压辨别,因而不受工艺,温度的影响小,能减少时序上的误差,同时也更加适合于较低幅度信号的电路。目前风行的LVDS(lowvoltagedifferentialsignaling)就是指这种小振幅差分信号技术。
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