PCB layout三种特殊走线技巧

本文将从直角走线、差分走线和蛇形线这三个方面详细阐述PCB layout三种特殊走线技巧。

一、直角走线

直角走线对信号的影响主要体现在三个方面。

1. 拐角的容性负载

首先，拐角可以等效为传输线上的容性负载，这有助于减缓信号的上升时间，改善信号质量。

2. 阻抗不连续和信号反射

其次，阻抗不连续会导致信号的反射，影响信号的稳定传输。因此，在PCB设计中，需要避免过多的直角拐角，特别是在高速电路中。

3. 直角走线产生的EMI

最后，值得注意的是，直角尖端产生的电磁干扰（EMI）问题。在高频高速电路设计中，即使是微小的直角也可能成为高速问题的关键对象。

二、差分走线

1. 差分信号的优势

差分走线是一对反相信号的传输线，用于抵消噪声和提高信号质量。差分信号相对于单端信号走线具有以下优势：

• 抗干扰能力强，能有效抵消共模噪声。
• 能有效抑制EMI，减少电磁辐射。
• 时序定位精确，适合低幅度信号电路。

2. 差分信号的设计要点

在设计差分走线时，需要遵循以下原则：

• 增加平行线段的距离，减小耦合长度，以避免信号串扰。
• 采用带状线或埋式微带线的差分走线，以降低传输延时。
• 对于高速和时序要求严格的信号线，避免使用蛇形走线。

三、蛇形线

1. 调节延时的需求

蛇形线是用于调节延时以满足系统时序设计要求的一种走线方式。蛇形线的关键参数包括平行耦合长度（LP）和耦合距离（s）。

信号在蛇形走线过程中，相互平行的线段之间会发生耦合，形成差模信号，这可能导致传输延时的减小和信号质量下降。

2. 处理蛇形线的建议

在处理蛇形线时，布局工程师可以采取以下建议：

• 增加平行线段的距离（S），至少大于3H，以最大程度减小线段之间的耦合效应。
• 减小耦合长度（Lp），以避免串扰饱和。
• 避免在小范围内蜿蜒走线，尤其对于高速电路。
• 可以采用任意角度的蛇形走线，以降低相互间的耦合。
• 高速PCB设计中，蛇形线主要用于时序匹配，不适用于滤波或抗干扰。

通过以上走线策略的选择和优化，PCB设计师可以更好地满足电路性能和稳定性的要求，确保电子设备的可靠性和性能。

在PCB线路板的设计中，走线策略是一个关键因素，直角走线、差分走线和蛇形线都有各自的应用场景和优势。选择合适的走线策略将有助于确保电路的性能和稳定性。

FAQs（常见问题解答）

什么是差分信号？

差分信号是一对等值但反相的信号，用于提高信号质量和抵消噪声。

为什么需要避免直角走线？

直角走线可能导致信号的反射和电磁干扰，影响电路性能。

蛇形线在PCB设计中的作用是什么？

蛇形线用于调节延时，以满足系统时序设计要求。

如何选择合适的走线策略？

选择走线策略应根据具体电路要求和性能需求进行评估，遵循最佳实践原则。

差分走线和单端走线有什么区别？

差分走线使用两个反相信号传输，而单端走线只使用一个信号线传输。