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PCB的3種特殊布線技巧


  來源: NEPCON 時間:2016-08-10 作者:NEPCON
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b能有效抑制 EMI,同樣的道理,由于兩根信號的極性相反,他們對外輻射的電磁場可以相互抵消,耦合的越緊密,泄放到外界的電磁能量越少。

c.時序定位精確,由于差分信號的開關(guān)變化是位于兩個信號的交點(diǎn),而不像普通單端信號依靠高低兩個閾值電壓判斷,因而受工藝,溫度的影響小,能降低時序上的誤差,同時也更適合于低幅度信號的電路。目前流行的LVDS(low voltage differential signaling)就是指這種小振幅差分信號技術(shù)。

對于PCB工程師來說,最關(guān)注的還是如何確保在實(shí)際走線中能完全發(fā)揮差分走線的這些優(yōu)勢。也許只要是接觸過Layout的人都會了解差分走線的一般要求,那就是“等長、等距”。等長是為了保證兩個差分信號時刻保持相反極性,減少共模分量;等距則主要是為了保證兩者差分阻抗一致,減少反射?!氨M量靠近原則”有時候也是差分走線的要求之一。

在PCB電路設(shè)計中,一般差分走線之間的耦合較小,往往只占10~20%的耦合度,更多的還是對地的耦合,所以差分走線的主要回流路徑還是存在于地平面。當(dāng)?shù)仄矫姘l(fā)生不連續(xù)的時候,無參考平面的區(qū)域,差分走線之間的耦合才會提供主要的回流通路,見圖 1-8-17所示。盡管參考平面的不連續(xù)對差分走線的影響沒有對普通的單端走線來的嚴(yán)重,但還是會降低差分信號的質(zhì)量,增加 EMI,要盡量避免。也有些設(shè)計人員認(rèn)為,可以去掉差分走線下方的參考平面,以抑制差分傳輸中的部分共模信號,但從理論上看這種做法是不可取的,阻抗如何控制?不給共模信號提供地阻抗回路,勢必會造成EMI輻射,這種做法弊大于利。

差分走線也可以走在不同的信號層中,但一般不建議這種走法,因?yàn)椴煌膶赢a(chǎn)生的諸如阻抗、過孔的差別會破壞差模傳輸?shù)男Ч牍材T肼?。此外,如果相鄰兩層耦合不夠緊密的話,會降低差分走線抵抗噪聲的能力,但如果能保持和周圍走線適當(dāng)?shù)拈g距,串?dāng)_就不是個問題。在一般頻率(GHz 以下),EMI也不會是很嚴(yán)重的問題,實(shí)驗(yàn)表明,相距500Mils的差分走線,在3米之外的輻射能量衰減已經(jīng)達(dá)到60dB,足以滿足FCC的電磁輻射標(biāo)準(zhǔn),所以設(shè)計者根本不用過分擔(dān)心差分線耦合不夠而造成電磁不兼容問題。

3. 蛇形線

蛇形線是Layout中經(jīng)常使用的一類走線方式。其主要目的就是為了調(diào)節(jié)延時,滿足系統(tǒng)時序設(shè)計要求。設(shè)計者首先要有這樣的認(rèn)識:蛇形線會破壞信號質(zhì)量,改變傳輸延時,布線時要盡量避免使用。但實(shí)際設(shè)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(jìn)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(guān)鍵的兩個參數(shù)就是平行耦合長度(Lp)和耦合距離(S),如圖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(fā)生耦合,呈差模形式,S越小,Lp越大,則耦合程度也越大??赡軙?dǎo)致傳輸延時減小,以及由于串?dāng)_而大大降低信號的質(zhì)量,其機(jī)理可以參考第三章對共模和差模串?dāng)_的分析。

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