隨著電子產(chǎn)品不斷向高密度、集成化、高可靠性的方向發(fā)展，PCB（印制電路板）作為電子產(chǎn)品最主要的部件之一，越來(lái)越多的活躍在電子產(chǎn)業(yè)的舞臺(tái)。2016深圳國(guó)際電路板采購(gòu)展覽會(huì)（CSSHOW2016），將于8月30日至9月1日在深圳會(huì)展中心正式拉開(kāi)帷幕。作為業(yè)內(nèi)唯一以PCB/FPC采購(gòu)為主題的行業(yè)展會(huì)，屆時(shí)會(huì)有數(shù)以千計(jì)的電路板采購(gòu)商齊聚深圳，與兩岸三地領(lǐng)先的電路板企業(yè)洽談商機(jī)！在開(kāi)展前，先讓我們來(lái)關(guān)注一下PCB在設(shè)計(jì)布線中的3種特殊走線技巧。

PCB設(shè)計(jì)布線（Layout）的好壞將直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的性能，大多數(shù)高速的設(shè)計(jì)理論也要最終經(jīng)過(guò)Layout得以實(shí)現(xiàn)并驗(yàn)證，由此可見(jiàn)，布線在高速PCB設(shè)計(jì)中是至關(guān)重要的。下面將針對(duì)實(shí)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(gè)方面來(lái)闡述。

1．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(biāo)準(zhǔn)之一，那么直角走線究竟會(huì)對(duì)信號(hào)傳輸產(chǎn)生多大的影響呢？從原理上說(shuō)，直角走線會(huì)使傳輸線的線寬發(fā)生變化，造成阻抗的不連續(xù)。其實(shí)不光是直角走線，頓角，銳角走線都可能會(huì)造成阻抗變化的情況。

直角走線的對(duì)信號(hào)的影響就是主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：

一是拐角可以等效為傳輸線上的容性負(fù)載，減緩上升時(shí)間；

二是阻抗不連續(xù)會(huì)造成信號(hào)的反射；

三是直角尖端產(chǎn)生的EMI。

很多人對(duì)直角走線都有這樣的理解，認(rèn)為尖端容易發(fā)射或接收電磁波，產(chǎn)生EMI，這也成為許多人認(rèn)為不能直角走線的理由之一。然而很多實(shí)際測(cè)試的結(jié)果顯示，直角走線并不會(huì)比直線產(chǎn)生很明顯的EMI。也許目前的儀器性能，測(cè)試水平制約了測(cè)試的精確性，但至少說(shuō)明了一個(gè)問(wèn)題，直角走線的輻射已經(jīng)小于儀器本身的測(cè)量誤差。

總的說(shuō)來(lái)，直角走線并不是想象中的那么可怕。至少在GHz以下的應(yīng)用中，其產(chǎn)生的任何諸如電容，反射，EMI等效應(yīng)在TDR測(cè)試中幾乎體現(xiàn)不出來(lái)，高速PCB設(shè)計(jì)工程師的重點(diǎn)還是應(yīng)該放在布局，電源/地設(shè)計(jì)，走線設(shè)計(jì)，過(guò)孔等其他方面。當(dāng)然，盡管直角走線帶來(lái)的影響不是很?chē)?yán)重，但并不是說(shuō)我們以后都可以走直角線，注意細(xì)節(jié)是每個(gè)優(yōu)秀工程師必備的基本素質(zhì)，而且，隨著數(shù)字電路的飛速發(fā)展，PCB工程師處理的信號(hào)頻率也會(huì)不斷提高，到10GHz以上的RF設(shè)計(jì)領(lǐng)域，這些小小的直角都可能成為高速問(wèn)題的重點(diǎn)對(duì)象。

2．差分走線

差分信號(hào)（DifferentialSignal）在高速電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，電路中最關(guān)鍵的信號(hào)往往都要采用差分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，什么另它這么倍受青睞呢？在PCB設(shè)計(jì)中又如何能保證其良好的性能呢？帶著這兩個(gè)問(wèn)題，我們進(jìn)行下一部分的討論。

何為差分信號(hào)？通俗地說(shuō)，就是驅(qū)動(dòng)端發(fā)送兩個(gè)等值、反相的信號(hào)，接收端通過(guò)比較這兩個(gè)電壓的差值來(lái)判斷邏輯狀態(tài)“0”還是“1”。而承載差分信號(hào)的那一對(duì)走線就稱(chēng)為差分走線。

差分信號(hào)和普通的單端信號(hào)走線相比，最明顯的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

a.抗干擾能力強(qiáng)，因?yàn)閮筛罘肿呔€之間的耦合很好，當(dāng)外界存在噪聲干擾時(shí)，幾乎是同時(shí)被耦合到兩條線上，而接收端關(guān)心的只是兩信號(hào)的差值，所以外界的共模噪聲可以被完全抵消。

b能有效抑制EMI，同樣的道理，由于兩根信號(hào)的極性相反，他們對(duì)外輻射的電磁場(chǎng)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(shí)序定位精確，由于差分信號(hào)的開(kāi)關(guān)變化是位于兩個(gè)信號(hào)的交點(diǎn)，而不像普通單端信號(hào)依靠高低兩個(gè)閾值電壓判斷，因而受工藝，溫度的影響小，能降低時(shí)序上的誤差，同時(shí)也更適合于低幅度信號(hào)的電路。目前流行的LVDS（lowvoltagedifferentialsignaling）就是指這種小振幅差分信號(hào)技術(shù)。

對(duì)于PCB工程師來(lái)說(shuō)，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(shì)。也許只要是接觸過(guò)Layout的人都會(huì)了解差分走線的一般要求，那就是“等長(zhǎng)、等距”。等長(zhǎng)是為了保證兩個(gè)差分信號(hào)時(shí)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(shí)候也是差分走線的要求之一。

在PCB電路設(shè)計(jì)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(duì)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(shí)候，無(wú)參考平面的區(qū)域，差分走線之間的耦合才會(huì)提供主要的回流通路，見(jiàn)圖1-8-17所示。盡管參考平面的不連續(xù)對(duì)差分走線的影響沒(méi)有對(duì)普通的單端走線來(lái)的嚴(yán)重，但還是會(huì)降低差分信號(hào)的質(zhì)量，增加EMI，要盡量避免。也有些設(shè)計(jì)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(hào)，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(hào)提供地阻抗回路，勢(shì)必會(huì)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(hào)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(guò)孔的差別會(huì)破壞差模傳輸?shù)男Ч?，引入共模噪聲。此外，如果相鄰兩層耦合不夠緊密的話，會(huì)降低差分走線抵抗噪聲的能力，但如果能保持和周?chē)呔€適當(dāng)?shù)拈g距，串?dāng)_就不是個(gè)問(wèn)題。在一般頻率（GHz以下），EMI也不會(huì)是很?chē)?yán)重的問(wèn)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(jì)者根本不用過(guò)分擔(dān)心差分線耦合不夠而造成電磁不兼容問(wèn)題。

3．蛇形線

蛇形線是Layout中經(jīng)常使用的一類(lèi)走線方式。其主要目的就是為了調(diào)節(jié)延時(shí)，滿足系統(tǒng)時(shí)序設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)者首先要有這樣的認(rèn)識(shí)：蛇形線會(huì)破壞信號(hào)質(zhì)量，改變傳輸延時(shí)，布線時(shí)要盡量避免使用。但實(shí)際設(shè)計(jì)中，為了保證信號(hào)有足夠的保持時(shí)間，或者減小同組信號(hào)之間的時(shí)間偏移，往往不得不故意進(jìn)行繞線。

那么，蛇形線對(duì)信號(hào)傳輸有什么影響呢？走線時(shí)要注意些什么呢？其中最關(guān)鍵的兩個(gè)參數(shù)就是平行耦合長(zhǎng)度（Lp）和耦合距離（S），如圖1-8-21所示。很明顯，信號(hào)在蛇形走線上傳輸時(shí)，相互平行的線段之間會(huì)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?huì)導(dǎo)致傳輸延時(shí)減小，以及由于串?dāng)_而大大降低信號(hào)的質(zhì)量，其機(jī)理可以參考第三章對(duì)共模和差模串?dāng)_的分析。

當(dāng)PCB產(chǎn)業(yè)進(jìn)入到挑戰(zhàn)和機(jī)遇并存的“新常態(tài)”時(shí)，本屆深圳CSSHOW2016將以最快速度展示PCB制程供應(yīng)鏈整合實(shí)力，為參觀者提供即時(shí)與多樣化的觀展選擇。本屆展會(huì)主辦方將全面展示PCB、FPC、HDI、MPCB、IC載板等電路板，將再次填補(bǔ)國(guó)內(nèi)沒(méi)有專(zhuān)業(yè)電路板展會(huì)的空白。主辦方預(yù)計(jì)，深圳CSSHOW2016將有超過(guò)10000名覆蓋八大行業(yè)的專(zhuān)業(yè)觀眾和知名買(mǎi)家到場(chǎng)，與兩岸三地領(lǐng)先的電路板洽談商機(jī)！

來(lái)源：NEPCON

CSShow2016觀眾預(yù)登記途徑：

https://ali2.infosalons.com.cn/vscenter/visitor/login.aspx?f=1AFA545F-A685-47A3-BF02-FDF6943662E4

參觀熱線：

國(guó)內(nèi)觀眾：4006505611或86-10-57631818；國(guó)際觀眾：86-21-2231-7142

關(guān)注官方微信訂閱號(hào)：NEPCONacrosschina；官方微博：NEPCONChina電子展

CSShow2016詳情請(qǐng)?jiān)L問(wèn)：cs-show.com

關(guān)于勵(lì)展博覽集團(tuán)大中華區(qū)

勵(lì)展博覽集團(tuán)在世界各地?fù)碛?,700多位員工，在43個(gè)國(guó)家舉辦500多個(gè)展會(huì)項(xiàng)目，其展覽及會(huì)議組合為跨美洲、歐洲、中東、亞太和非洲地區(qū)43個(gè)行業(yè)部門(mén)提供服務(wù)。勵(lì)展博覽集團(tuán)是勵(lì)訊集團(tuán)（RELXGroup）的成員之一，勵(lì)訊集團(tuán)作為專(zhuān)業(yè)信息和工作流程方案提供商，覆蓋科學(xué)、醫(yī)療、法律、風(fēng)險(xiǎn)管理以及B2B商業(yè)領(lǐng)域。

勵(lì)展博覽集團(tuán)在大中華區(qū)的業(yè)務(wù)歷經(jīng)30多年的快速發(fā)展，如今已成為中國(guó)專(zhuān)業(yè)的展覽會(huì)主辦機(jī)構(gòu)，在國(guó)內(nèi)擁有九家出色的成員公司：勵(lì)展博覽集團(tuán)中國(guó)公司、國(guó)藥勵(lì)展展覽有限責(zé)任公司、勵(lì)展華博展覽（深圳）有限公司、北京勵(lì)展華群展覽有限公司、上海勵(lì)欣展覽有限公司、北京勵(lì)展光合展覽有限公司、勵(lì)展華百展覽（北京）有限公司、河南勵(lì)展宏達(dá)展覽有限公司和上海勵(lì)擴(kuò)展覽有限公司。

目前，勵(lì)展博覽集團(tuán)在大中華區(qū)范圍內(nèi)，在中國(guó)擁有600多名員工，服務(wù)于國(guó)內(nèi)13個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域：電子制造與裝配；機(jī)床、金屬加工與工業(yè)材料；包裝；生命科學(xué)與醫(yī)藥、保健、美容與化妝品，休閑運(yùn)動(dòng)；禮品與家居；汽車(chē)后市場(chǎng)；生活方式；博彩；出版；地產(chǎn)與旅游；環(huán)境與城市管理；能源、海洋、礦業(yè)、石油與天然氣；廣播、電視、音樂(lè)與娛樂(lè)。

截止2015年12月，根據(jù)勵(lì)展博覽集團(tuán)大中華區(qū)成員公司統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，勵(lì)展博覽集團(tuán)在大中華區(qū)主辦的50余場(chǎng)展會(huì)吸引了107萬(wàn)余名觀眾，以及超過(guò)5萬(wàn)余名參會(huì)代表出席；在我們的展會(huì)上，共有接近3萬(wàn)2千家供應(yīng)商參與展示，其展位面積總計(jì)超過(guò)160萬(wàn)平方米。

www.reedexpo.com.cn