資料介紹
布線(Layout)是pcb設(shè)計工程師最基本的工作技能之一。走線的好壞將直接影響到整個系統(tǒng)的性能,大多數(shù)高速的設(shè)計理論也要最終經(jīng)過Layout得以實現(xiàn)并驗證,由此可見,布線在高速pcb設(shè)計中是至關(guān)重要的。下面將針對實際布線中可能遇到的一些情況,分析其合理性,并給出一些比較優(yōu)化的走線策略。
主要從直角走線,差分走線,蛇形線等三個方面來闡述。
直角走線
直角走線一般是pcb布線中要求盡量避免的情況,也幾乎成為衡量布線好壞的標準之一,那么直角走線究竟會對信號傳輸產(chǎn)生多大的影響呢?從原理上說,直角走線會使傳輸線的線寬發(fā)生變化,造成阻抗的不連續(xù)。其實不光是直角走線,頓角,銳角走線都可能會造成阻抗變化的情況。
直角走線的對信號的影響就是主要體現(xiàn)在三個方面:拐角可以等效為傳輸線上的容性負載,減緩上升時間;阻抗不連續(xù)會造成信號的反射;直角尖端產(chǎn)生的EMI。
傳輸線的直角帶來的寄生電容可以由下面這個經(jīng)驗公式來計算:
C=61W(Er)1/2/Z0
在上式中,C就是指拐角的等效電容(單位:pF),W指走線的寬度(單位:inch),εr指介質(zhì)的介電常數(shù),Z0就是傳輸線的特征阻抗。舉個例子,對于一個4Mils的50歐姆傳輸線(εr為4.3)來說,一個直角帶來的電容量大概為0.0101pF,進而可以估算由此引起的上升時間變化量:
T10-90%=2.2CZ0/2=
2.20.010150/2=0.556ps
通過計算可以看出,直角走線帶來的電容效應(yīng)是極其微小的。
由于直角走線的線寬增加,該處的阻抗將減小,于是會產(chǎn)生一定的信號反射現(xiàn)象,我們可以根據(jù)傳輸線章節(jié)中提到的阻抗計算公式來算出線寬增加后的等效阻抗,然后根據(jù)經(jīng)驗公式計算反射系數(shù):
ρ=(Zs-Z0)/(Zs+Z0)
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