信號在PCB走線中傳輸時延

　　3.3串?dāng)_對信號時延的影響。

　　PCB板上線與線的間距很近，走線上的信號可以通過空間耦合到其相鄰的一些傳輸線上去，這個過程就叫串?dāng)_。串?dāng)_不僅可以影響到受害線上的電壓幅值，同時還會影響到受害線上信號的傳輸時延。

　　圖7串?dāng)_拓撲圖

　　如圖7串?dāng)_拓撲圖所示，假設(shè)有3根相互耦合的傳輸線，中間的一根線(圖8中D1)為受害線，兩邊的線(圖8中D0

　　1，假設(shè)兩邊的攻擊線中沒有信號，即不存在串?dāng)_，此種情況作為參考基準線(Reference);2，假設(shè)攻擊線和受害線切換狀態(tài)一致，此種情況為偶模(Even Mode)

　　3，假設(shè)攻擊線和受害線切換狀態(tài)相反，此種情況為奇模(Odd Mode)

　　圖8串?dāng)_仿真中激勵

　　奇偶模式空間電磁場分布(如圖9)

　　圖9奇模電磁場分布圖10偶模電磁場分布

　　仿真結(jié)果如下圖11所示，其中藍色為第一種激勵所對應(yīng)的參考基準線，其周圍沒有其它信號線的影響;紅色線為第二種激勵所對應(yīng)的接收端波形;綠色為第三中情況所對應(yīng)的接收端波形。綠色波形最早到達接收端，而紅色的波形最后到達接收端，是由于奇模的傳輸速度比偶模塊。

　　圖11串?dāng)_仿真結(jié)果

　　從上面的仿真結(jié)果可以看出信號線周圍的攻擊線會對信號線的傳輸時延到來影響，如果設(shè)計處理不當(dāng)，導(dǎo)致傳輸時延偏差較大最終會導(dǎo)致系統(tǒng)工作不穩(wěn)定。在設(shè)計的時候要盡量減小這種影響，可以從以下幾點考慮：

　　1，拉大線間距。線間距越大，相鄰走線間的影響就越小，走線間距盡量滿足3W原則。

　　2，使耦合長度盡量短。相鄰傳輸線平行走線長度越長串?dāng)_越大，走線時候盡量減小相鄰線平行走線長度;對于相鄰層走線盡量采用相鄰層垂直走線。

　　3，走線盡量走在帶狀線。微帶線的串?dāng)_相對帶狀線較大，帶狀線走線可以減小串?dāng)_的影響。

　　4，保持完整回流平面，避免跨分割，走線和參考面盡量緊耦合。

　　3.4繞線方式對信號時延的影響

　　在PCB設(shè)計時候，有些設(shè)計人員為了滿足等長要求會對走線進行繞線，很少有設(shè)計人員會考慮到不恰當(dāng)?shù)睦@線也會影響傳輸線時延。為了驗證繞線對傳輸線時延的影響，我們公司信號完整性團隊(SI組)設(shè)計出測試板進行實測。如下圖12所示，蛇形繞線和參考直線走在相同的走線層，兩者線寬線間距以及物理長度完全相同，蛇形繞線的局部放大圖如下圖13所示。

　　圖12蛇形繞線和參考走線

　　圖13蛇形繞線局部放大圖

　　實測結(jié)果如下圖13所示，其中紅色線為參考走線，藍色的線為蛇形繞線的走線，從結(jié)果可以看出，蛇形繞線的信號傳輸速度會比直線參考線的速度要快，兩者相差了13.89ps.這是由于蛇形繞線靠的太近，平行的耦合長度太長，信號在蛇形繞線上的自耦合導(dǎo)致信號傳播速度較快。

　　圖13實測結(jié)果

　　通過3D電磁場仿真軟件也可以看出這種蛇形繞線和直線間傳輸速度不同，如下圖14所示：兩種不同的繞線是物理等長的，可以看出下面一種繞線方式由于繞線靠的較緊，而且平行耦合長度也長，可以看出下面一種繞線方式信號傳輸?shù)臅煲稽c

　　圖14仿真結(jié)果