电路板上的线路为什么不是直线而是各种转弯?:如图所示为DDR的内存条,DDR属于高速PCB,高速PCB的设计必须要保证信号的完整性,才能使芯片正常工作。说白了这些
如图所示为DDR的内存条,DDR属于高速PCB,高速PCB的设计必须要保证信号的完整性,才能使芯片正常工作。说白了这些设计规则就是使数据通讯时的眼图张开,如果不严格按照走线规则,眼图就就会闭合,数据的判断会出错,严重时会通讯失败,使机器无法正常开启。
我们来看看32位的DDR2有哪些信号线。
4组数据线DQ(8位为一组)、4组数据选择DQS(差分对)、4组数据掩码DM、一组时钟CLK(差分对),还有命令地址线CA。这些信号都需要在PCB上做特殊处理,严格控制。
其中单端走线(DQ\DM\CA)要求50欧姆阻抗控制,长度等长控制。差分走线(DQS\CLK)要求100欧姆,长度等长控制。从图中PCB看表层走线旁边没有铜箔覆盖主要是信号线参考第二层做阻抗控制。信号线上的各种有弧度的弯曲(蛇形线),主要是做同组数据线的等长设计。具体设计规则如下:
总而言之,图中的走线不是直线而是一些弯弯弯曲曲的走线(蛇形线),主要是为了使各种信号线能够符合等长要求,保证眼图张开,即信号的完整性。
你说的是内存条上的布线吧,蛇形走线是为了保持同类型信号线相同的时延,如果按照直线走,长度不一样,线路上信号的频率高,速度快,可能造成读取的时候错乱,请关注:容济点火器
尤其是对于DRAM接口的PCB布线,这种对于接口信号同步要求极高的地方(时钟上G),需要保证每条线都一样长。所以有的布线即便本来可以连得很短的地方,也必须故意加长,布置成蛇形,使其延时与其他线路一致。线的长短和间隔是约束出来的, 不是随意的 , 所以和时钟频率, 延时关系,甚至硬件器件工艺都有关系 。
蛇形走线可以在很短的空间内进行很长的布线,所以很节省面积,本身对于电磁干扰还具有一定的抑制作用(充分利用布线的重叠部分进行抵消)。有的是为了防止电磁干扰(EMI),防止寄生干扰,并行线太多了会有电容效应 ,不能齐刷刷的 。高频线路的电路板布线都需要考虑这些,主要要考虑电流或者电压的突变点需要如何处理。对高频部分进行隔离,高频和低频分开,插入电源线和地线,避免布线中大环路出现等都是一些方法。设计中避免尖角也是很有必要的,所以尖角都要弄成钝角。
另外,走直线转弯的时候会形成直角,低频无所谓,高频容易引起反射,最重要的是,90度加工时候容易翘起啊,特别容易折断
能乱跑的线还要考虑过孔位置啥的 , 还要考虑外设位置。
你看到的只有一层 ,中间还有若干层, 每层之间线的走向基本上都是垂直的 。
从电路原理到线路板图,不管是自动布线还是人工布线,都有一个规则:走线最短,只有这样在信号传输过程中,信号相互干扰和杂波干扰以及信号损失才能做到最小,信号传输距离最短,信号失真度最小。
不管是多层线路板还是单层电路板,都遵守着走线最短的原则,这就是为什么多层线路板有那么多穿孔过线的目的所在。
那为什么电路板还有那么多弯弯绕走线呢?由于线路板的大小受到整体安装尺寸的限制之外,还要照顾元件的摆放位置美观和安装孔位的需求,因此就出现了很多走线不得不绕着走的情况。
看了下面那么多回复,基本全错。
很简单,大家仔细看,蛇皮走位的电路都特别细(记住这个特别细)。
根据法拉第(不是法拉利)电磁感应定理我们知道电线上有电流时会产生磁场。这个磁场在临近线路中又因感应产生电流,这个有磁场感应产生的电流造成的杂波会干扰这条线路中原本电流要传输的信号。一条直线越长,这种干扰越大,越细,越容易被干扰。从头到位都受干扰。而用蛇皮走位就把干扰打断了,变成一小节一小节的干扰。
再配合一群蛇皮合理纠缠在一起电磁场相互抵消,最后剩下的干扰就小多了。
物理学里面三个基本要素,电阻、电感、电容,电容的特点通交阻直。自从有了电路板后,物理学概念多了一个传输线的概念。
1、正常从a点传输到b点的信号,如方波,理想接收端情况是,接收到的仍然是方波,而且是按照规定时间到达的。
2、上面接收端的要求可以提炼出传输线的基本物理特性是信号质量和时延。
3、电路板设计主要解决信号质量和时延问题,专业叫法si,信号完整性分析。
4、回答楼主问题,并行16位或者32位总线,接收端要求一定的时间内到达,有一个时间窗口,这时候16位或者32位总线长度就必须一致,就是图片看到的蛇形线。目的是解决时延问题。
5、为了解决信号质量问题,ddr靠近金手指那个方向,有一排电阻,排阻,那个就是为了改善信号质量的。
电学的知识大家都回答的很好,我就不啰嗦了,我只提一点:高速公路为什么不修成笔直的而经常有弯?就是怕驾驶员太单调注意力不集中!这个道理和电路板的线路差不多,信号传输时经常拐弯,信号跑起来不单调注意力集中,不容易产生干扰信号!
从你提供的PCB电路板照片来看,这是一块PCI接口DDR内存条,因为内存条的读写速率非常高,以往的DDR1内存条工作频率为200MHZ、333MHZ等;DDR2内存条工作频率为800MHZ、1066MHZ等;DDR3内存条工作频率为1333MHZ、1600MHZ;如今主流的第四代内存条DDR4工作频率有2400MHZ、2666MHZ、3000MHZ等,内存条也是经历过几代更新,无论是内存还是速率都有很大的提升,早期的内存条容量只有128M、256M等,如今提升到8G、16G、32G等。
DDR内存条接口几乎都是高速的并行信号线,走蛇形线可以让同组信号线之间尽量等长,减少同组信号线之间的时间偏移,是信号传输尽量保持同一时刻。说白了就是使信号线等长让信号传输等时!因为内存条属于高速信号,若同组信号之间时间偏移较大的话会导致数据错乱。
高频信号线对PCB走线要求十分严格,阻抗匹配、线宽、线距、铜箔厚度、板层结构等都很讲究!
其次,走蛇形线相当于一个电感,具有电感滤波作用,提高信号抗干扰能力。
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一般线路板走线都是最短线路为主,但是为了元件排布和外形要求就会弯曲的避开一些区域。还有一点就是,高频线路和高速线路时序要求很高,所以要求每条线长度一样,因此即使没有元件也会做一些弯曲以达到长度相同。就用ddr内存这种高速板比喻一下,元件的一个引脚就是一条路,如果一条路只有一公里,另外一条路一百公里,两辆同速车辆,那一公里的路走完了,一百公里的还没到,这是就会造成数据错乱(时序错乱),因此就有必要所有的路线长度一样,即使原本可以一公里长,那也要做到一百公里,这样才能让车同时到达。这也就是高速线路板总线有时候拐弯的原因。
简单的说,一是为了电器原件间的电气连接,二是消除分布电容,现在随着多层电路板的应用,各种转弯的电路板已经减少了。根据电路原理图设计印制板是一项复杂的技术,随着各种软件的应用越来越简洁,美观。
这叫网络等长,确保同一排线同时发出的信号同时到达目的地的方法,在高频电路中如果不这样做,很可能这次这跟信号线发出的信号,因为走线比别的信号线长这么一丢丢,信号就会多走一个周期,数据就会错误,你可以算一下现在电脑中内存条233MHz的总线波长就知道了。
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