pcba线路板设计中蛇形线有哪些应用？

蛇形线在pcb设计中有哪些应用

为了理解蛇形线，我们先来谈谈印刷电路板布线。似乎没有必要引入这个概念。硬件工程师每天做的不便就是接线工作。PCB上的每一条痕迹都是硬件工程师一条条苦心画出来的。有什么好说的？其实这条简短的路线也包含了很多我们平时忽略的知识点。比如微带线和带状线的概念简单来说，微带线是PCB表面的痕迹，而带状线是PCB内层的痕迹。这两条线有什么区别？微带线的参考平面是印刷电路板内层的接地平面，走线的另一侧暴露在空气中，这意味着走线周围的介电常数不常见。例如，FR4衬底的介电常数约为4.2，空气的介电常数为1。带状线上下两侧有参考平面，整个走线嵌在PCB基板旁边，走线周围的介电常数是共同的。这意味着透射波在带状线，透射，而准透射波在微带线透射。为什么是准透射波？呢？这是由空气和印刷电路板基板之间的界面处的相位失配引起的。什么是瞬变波？如果深挖这个问题，十几天半都讲不完。长话短说，不管是微带线还是带状线，他们的效果都是用来携带信号的，不管是数字的还是模拟的。这些信号以电磁波的形式从一端传输到另一端。因为是波，所以必须有速度。信号在PCB走线上的速度是多少？根据介电常数的不同，速度也不同。电磁波在空气中的传播速度被称为光速。其他介质中的传播速度应通过以下公式计算：

蛇形线在pcba电路板设计中有哪些应用？

V=C/Er0.5

同时，v是介质中的传播速度，c是光速，Er是介质的介电常数。通过这个公式，我们可以很容易地计算出信号在PCB走线上的传输速度。举个例子，我们把FR4衬底的介电常数代入公式进行计算，即信号在FR4衬底中的传输速度是光速的一半。而表面布线的微带线，由于一半在空气中，一半在基板中，介电常数会略有下降，所以传输速度会比带状线略快，常用的经验数据是微带线的布线延迟约为140 PS/英寸，带状线的布线延迟约为166 PS/英寸。

说这么多目的只有一个，就是信号在PCB上传输延迟！也就是说，一个管脚发出后，信号通过接线瞬间传输到另一个管脚。虽然信号传输速度很快，但只要走线长度长，还是会影响信号传输。例如，1GHz信号的周期为1ns，上升沿或下降沿的时间约为周期的十分之一，因此为100ps。如果我们的路由长度超过1英寸(约2.54厘米)，传输延迟将超过一个上升沿。如果路线超过8寸(约20 cm)，延误将是一个完整的周期！事实证明，印刷电路板的影响如此之大，以至于我们在电路板上跟踪超过1英寸的情况非常常见。那么延迟是否会影响董事会的正常运作呢？看练习系统，如果只有一个信号，其他信号不想关，那么推迟似乎没有效果。但是，在高速系统中，这种延迟实际上会发生效果。比如我们常见的内存粒子是以总线的形式连接的，包括数据线、地址线、时钟和控制线。看看我们的视频接口，HDMI或DVI会包括数据通道和时钟通道，而不考虑几个通道。可能有些总线协议，都是同步传输数据和时钟的。然后，除了实际的高速系统之外，这些时钟信号和数据信号是从主芯片同步发送的。如果我们的PCB  走线规划很差，时钟信号和数据信号的长度相差很大，很容易形成数据的错误采样，整个系统将无法正常工作。解决这个问题应该怎么做？自然，我们会认为，如果短走线延长，同一组中走线的长度大致相同，那么延迟将是相同的。那怎么拉长走线？呢去转转！答对了。终于回到正题不容易。这是蛇形线在高速系统效果中的优先级。缠绕，等长。就是这么短暂。蛇形线是用来缠绕等长的。经过画蛇形线，后，我们可以使同一组中的信号长度相等，这样接收芯片接收到信号后，就不会因为印刷电路板走线上的不同延迟而导致错误的数据采集。蛇形线与其他印刷电路板上用于连接信号的走线相同。没有它只会持续一会儿。因此，蛇形线既不深刻也不复杂。

由于它与其他走线，一样，一些常用的布线规则也适用于蛇形线。同时，由于蛇形线，的特殊结构，我们在布线时应该注意它。例如，尽量使蛇形线的平行部分更远和更短，也就是说，俗话说，做一个大转弯，不要在一个小区域内做得太近和太小。所有这些都有助于减少信号干扰。因为蛇形线人为地增加了线路长度，所以一定对信号有不好的影响，所以只要能满足系统中的定时要求，就没必要用它。一些使用DDR或高速信号的工程师将在长度上是相等的，蛇形线将在整个板上飞行。这似乎是一个更好的布线。实际上，这是懒惰和不负责任的体现。很多不需要绕的地方都绕了，浪费了板面积，降低了信号质量。我们应该根据实际的信号速度要求计算延迟的冗余度，然后确定板的布线规则。

除了等长效果，我经常看到蛇形线的其他文章效果，这里就简单说一下。

1.常见的说法是阻抗匹配效果，很奇怪。PCB  走线的阻抗和线宽度与介电常数、距基准面的距离有关，何时与蛇形线？有关走线的形状何时影响阻抗？我不知道这个说法的出处。

2.还有过滤效果。这个效果不能说不存在，但数字电路效果应该没有滤波。也许我们在数字电路中不需要这个功能。在射频电路中，蛇形走线可以形成一个LC电路。如果把某个频率的信号过滤掉效果，还是浪费过去。

3.电感，这个可以有。最初，印刷电路板上的所有走线都有寄生电感。可以做一些PCB电感。

4.接收天线，这个可以有。我们都可以在一些手机或者收音机上看到这个效果。有些天线是由走线印刷电路板制成的

5.保险丝，这个效果让我百思不得其解。又矮又窄的蛇形线是怎么充当导火索的效果？电流大了就烧坏了？那块木板没有浪费。这根保险丝的成本太高了。真不知道会用在什么样的应用上。

经过以上介绍，我们可以清楚地看到，模拟或射频电路附近的蛇形线效果有一些特殊之处，这是由微带线的特性决定的。除数字电路规划外，蛇形线还用于等长效果的定时匹配。此外，蛇形线将对信号质量产生影响，因此系统要求应在系统中明确，会计系统的冗余应根据实践要求，蛇形线应谨慎使用。