PCB三种特殊布线分享及检查方法详解

米粒 · 发表于 2015-11-24 17:51:01

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PCB三种特殊布线分享及检查方法详解

来源：电子元件技术空间

　手术很重要，术后恢复也必不可少！各种PCB布线完成之后，就ok了吗？很显然，不是！PCB布线后检查工作也很必须，那么如何对PCB设计中布线进行检查，为后来的PCB设计、电路设计铺好“路”呢？本文会从PCB设计中的各种特性来教你如何完成PCB布线后的检查工作，做好最后的把关工作！
　　在讲解PCB布线完成后的检查工作之前，先为大家介绍三种PCB的特殊走线技巧。将从直角走线，差分走线，蛇形线三个方面来阐述PCB LAYOUT的走线：
　　一、直角走线（三个方面）
　　直角走线的对信号的影响就是主要体现在三个方面：一是拐角可以等效为传输线上的容性负载，减缓上升时间；二是阻抗不连续会造成信号的反射；三是直角尖端产生的EMI，到10GHz以上的RF设计领域，这些小小的直角都可能成为高速问题的重点对象。
　　二、差分走线（“等长、等距、参考平面”）
　　何为差分信号（Differential Signal）？通俗地说就是驱动端发送两个等值、反相的信号，接收端通过比较这两个电压的差值来判断逻辑状态“0”还是“1”。而承载差分信号的那一对走线就称为差分走线。差分信号和普通的单端信号走线相比，最明显的优势体现在以下三方面：
　　1、抗干扰能力强，因为两根差分走线之间的耦合很好，当外界存在噪声干扰时，几乎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被完全抵消。
　　2、能有效抑制EMI，同样的道理，由于两根信号的极性相反，他们对外辐射的电磁场可以相互抵消，耦合的越紧密，泄放到外界的电磁能量越少。
　　3、时序定位精确，由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点，而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断，因而受工艺，温度的影响小，能降低时序上的误差，同时也更适合于低幅度信号的电路。目前流行的LVDS（low voltage differential signaling）就是指这种小振幅差分信号技术。
　　三、蛇形线（调节延时）
　　蛇形线是Layout中经常使用的一类走线方式。其主要目的就是为了调节延时，满足系统时序设计要求。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，其机理可以参考对共模和差模串扰的分析。下面是给Layout工程师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，能有效的减少相互间的耦合。
　　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。
　　手术很重要，术后恢复也必不可少！讲完了PCB布线，那么布完线就完事了吗？很显然，不是！PCB布线后检查工作也很必须，那么如何对PCB设计中布线进行检查，为后来设计铺好路呢？请看下文！
　　通用PCB设计图检查项目
　　1）电路分析了没有？为了平滑信号电路划分成基本单元没有？
　　2）电路允许采用短的或隔离开的关键引线吗？
　　3）必须屏蔽的地方，有效地屏蔽了吗？
　　4）充分利用了基本网格图形没有？
　　5）印制电路板的尺寸是否为最佳尺寸？
　　6）是否尽可能使用选择的导线宽度和间距？
　　7）是否采用了优选的焊盘尺寸和孔的尺寸？
　　8）照相底版和简图是否合适？