高速PCB设计中的直角走线与差分走线和蛇形线的设计技巧解析
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。
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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。
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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。
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