經常能看到論壇裡有人在問蛇形線的問題。平時我們能看到蛇形線的地方大都是一些高速高密度板，好像帶有蛇形線的板子就更高階，會畫蛇形線就是高手了。網上關於蛇形線的文章也有很多，總感覺有些帖子的內容會誤導新手，給人們帶來困擾，人為製造一些障礙。那麼我們來看看實際應用當中蛇形線到底有什麼作用。
要弄懂蛇形線，我們先來說說pcb走線。這個概念似乎不用介紹，做硬體的工程師每天在做的不就是佈線工作麼。pcb上的每條走線都是硬體工程師辛苦的一條一條畫出來的，這有什麼可說的呢?其實就是這簡單的走線也包含了很多我們平時會忽略的知識點。比如說，微帶線和帶狀線的概念。簡單地說微帶線是走在pcb板表層的走線，帶狀線是走在pcb內層的走線。這兩種線有什麼區別呢?微帶線的參考平面是pcb內層的地平面，走線的另一面是暴露在空氣中的，這樣就造成了走線四周的介電常數並不一致，比如我們常用的fr4基板介電常數是4.2左右，空氣的介電常數是1。而帶狀線上下兩面都有參考平面，整個走線是嵌入在pcb基材當中的，走線四周的介電常數是一致的。這也就造成了帶狀線上傳輸的是tem波，而微帶線傳輸的是準tem波。為什麼是準tem波?那是由於在空氣和pcb基材交界處的相位不匹配造成的。什麼事tem波?…………如果就這個問題深挖下去的話，講上十天半個月也講不完。長話短說，無論是微帶線還是帶狀線，他們的作用無非就是用來承載訊號，無論數碼訊號或者模擬訊號。這些訊號在走線裡以電磁波的形式從一端傳輸到另一端。既然是波，那就要有速度。訊號在pcb走線上的速度是多少呢?根據介電常數的區別，速度也不一樣。電磁波在空氣中的傳播速度是大家都熟知的光速。在其他介質中的傳播速度就要通過下面的公式來計算：
v=c/er0.5
其中，v是在介質中的傳播速度，c是光速，er是介質的介電常數。通過這個公式我們就能輕鬆的計算出訊號在pcb走線上的傳輸速度。比如我們把fr4基材的介電常數簡單以4來帶入公式計算，也就是訊號在fr4基材中的傳輸速度是光速的一半。但是表層走線的微帶線，由於一半在空氣中，一半在基材中，介電常數會略有降低，這樣傳輸速度會比帶狀線略快一些。常用的經驗資料就是微帶線的走線延時大約為140ps/inch,帶狀線的走線延時大約為166ps/inch。
除了等長的作用以外，看到網路上的文章中經常提到蛇形線的其他幾個作用，這裡也簡單說一下。
1、 經常看到的乙個說法是阻抗匹配的作用。這個說法很奇怪，pcb走線的阻抗和線寬有關，和介電常數有關，和參考平面的距離有關，什麼時候和蛇形線有關了?走線的形狀什麼時候影響到阻抗了?不知道這個說法的源頭是從哪來的。
2、 還有說是濾波的作用。這個作用不能說沒有，但是在數位電路裡面應該沒有濾波的作用或者說在數位電路裡面我們是不需要用到這個功能的。在射頻電路裡，蛇形的走線能形成乙個lc電路，如果說對一定頻率的訊號有濾波作用那還是說的過去的。
3、 接收天線。這個可以有。在有些手機或者收音機上我們都能看到這個作用。有些天線就是用pcb走線來做的。
4、 電感。這個可以有。本來pcb上的所有走線都有寄生電感。要做一些pcb電感是可以實現的。【在後文分析中可以看到其實電感作用微乎其微】
5、 保險絲。這個作用讓我百思不得其解。短而窄的蛇形線怎麼起到保險絲的作用呢?電流一大就燒斷?那板子不是廢了，這個保險絲的代價太大了吧，實在想不明白會在什麼樣的應用中用到。【有些低價產品為省掉保險絲就在pcb中用細蛇形線代替，壞了換新的】
通過上面的介紹我們可以明確，在模擬或者射頻電路當中，蛇形線有些特殊作用，這是微帶線特性決定的。而在數位電路設計當中，蛇形線就是用來做等長實現時序匹配的作用。並且，蛇形線會對訊號質量產生影響，所以在系統中應該明確系統需求，根據實際要求計算系統冗餘，謹慎使用蛇形線。
關於蛇形線作用，這裡再引用一篇作為參考：
pcb上的任何一條走線在通過高頻訊號的情況下都會對該訊號造成時延時，蛇形走線的主要作用是補償「同一組相關」訊號線中延時較小的部分，這些部分通常是沒有或比其它訊號少通過另外的邏輯處理；最典型的就是時鐘線，通常它不需經過任何其它邏輯處理，因而其延時會小於其它相關訊號。
高速數字pcb板的等線長是為了使各訊號的延遲差保持在乙個範圍內,保證系統在同一週期內讀取的資料的有效性(延遲差超過乙個時鐘週期時會錯讀下一週期的資料),一般要求延遲差不超過1/4時鐘週期,單位長度的線延遲差也是固定的,延遲跟線寬,線長,銅厚,板層結構有關,但線過長會增大分布電容和分布電感,使訊號質量,所以時鐘ic引腳一般都接rc端接,但蛇形走線並非起電感的作用,相反的,電感會使訊號中的上公升元中的高次諧波相移,造成訊號質量惡化, 所以要求蛇形線間距最少是線寬的兩倍,訊號的上公升時間越小就越易受分布電容和分布電感的影響.
因為應用場合不同具不同的作用,如果蛇形走線在電腦板中出現，其主要起到乙個濾波電感的作用，提高電路的抗干擾能力，電腦主機板中的蛇形走線，主要用在一些時鐘訊號中，如pciclk,agpclk，它的作用有兩點：1、阻抗匹配 2、濾波電感。對一些重要訊號，如intel hub架構中的hublink,一共13根，跑233mhz，要求必須嚴格等長，以消除時滯造成的隱患，繞線是唯一的解決辦法。一般來講，蛇形走線的線距 >=2倍的線寬。pci板上的蛇行線就是為了適應pci 33mhzclock的線長要求。若在一般普通pcb板中，是乙個分布引數的 lc 濾波器，還可作為收音機天線的電感線圈，短而窄的蛇形走線可做保險絲等等.【這段中有諸多錯誤和沒有根據的說法，我用紅字標出了】
下面引用一些有問題的說法，對其解釋並貼出正確說法：
問題一：
蛇形走線只要用於高頻線中,但它的作用除了訊號線等長外,還可作為乙個電感起濾干擾雜波作用。
解釋：蛇形線相鄰兩線同一時刻電流大小相等，方向相反，彼此平行，磁場相互抵消，因此電感作用微乎其微。
關於此處濾波作用的一種說法：在當今的高速傳輸匯流排中，為了精確的控制訊號的訪問時間，設計者在電路中增加了時鐘控制器來對訪問的訊號進行時鐘同步，即只有在時鐘控制器允許的時間內，訊號的訪問才是有效的。在此過程中，時鐘控制器起到了「濾波器」的作用。
問題二：
蛇形走線主要用在高速電路的設計中。因為高速電路設計時需要考慮訊號完整性，資料線需要等長，所以有些線必須要走蛇形線以使他的線長和其他線一樣。
關於蛇形線訊號完整性的詳細說法：
蛇形線蛇形線是layout中經常使用的一類走線方式。其主要目的就是為了調節延時，滿足系統時序設計要求。設計者首先要有這樣的認識：蛇形線會破壞訊號質量，改變傳輸延時，佈線時要盡量避免使用。但實際設計中，為了保證訊號有足夠的保持時間，或者減小同組訊號之間的時間偏移，往往不得不故意進行繞線。 那麼，蛇形線對訊號傳輸有什麼影響呢？走線時要注意些什麼呢？其中最關鍵的兩個引數就是平行耦合長度（lp）和耦合距離（s），圖1-8-21所示。很明顯，訊號在蛇形走線上傳輸時，相互平行的線段之間會發生耦合，呈差模形式，s越小，lp越大，則耦合程度也越大。可能會導致傳輸延時減小，以及由於串擾而大大降低訊號的質量，其機理可以參考第三章對共模和差模串擾的分析。下面是給layout工程師處理蛇形線時的幾點建議：
1． 盡量增加平行線段的距離（s），至少大於3h，h指訊號走線到參考平面的距離。通俗的說就是繞大彎走線，只要s足夠大，就幾乎能完全避免相互的耦合效應。
2． 減小耦合長度lp，當兩倍的lp延時接近或超過訊號上公升時間時，產生的串擾將達到飽和。
3． 帶狀線（strip-line）或者埋式微帶線（embedded micro-strip）的蛇形線引起的訊號傳輸延時小於微帶走線（micro-strip）。理論上，帶狀線不會因為差模串擾影響傳輸速率。
4． 高速以及對時序要求較為嚴格的訊號線，盡量不要走蛇形線，尤其不能在小範圍內蜿蜒走線。
5． 可以經常採用任意角度的蛇形走線，如圖1-8-20中的c結構，能有效的減少相互間的耦合。
6． 高速pcb設計中，蛇形線沒有所謂濾波或抗干擾的能力，只可能降低訊號質量，所以只作時序匹配之用而無其它目的。
7． 有時可以考慮螺旋走線的方式進行繞線，**表明，其效果要優於正常的蛇形走線。
問題三：
採用蛇行線的確有助於提高主機板、顯示卡的穩定性，有助於消除長直佈線在電流通過時產生的電感現象，減輕線與線之間的串擾問題，這一點在高頻率時表現得尤為明顯。當然你也能夠通過減小佈線的密度達到相同的效果。
解釋：減輕線與線的串擾最主要的就是增加線間距，而和繞蛇行無關，蛇行線反而會帶入導線自身的串擾問題【見問題二的解釋】，計算機主版個部分訊號對時序要求非常嚴格，所以必須對每種訊號進行長度匹配，以滿足足夠的建立和保持時間，走蛇行線僅僅是和時序設計相關，和高頻訊號完整性無關。我看過的國外多本訊號完整性著作，還有晶元組廠商的guildline,均沒有要求設計者採用蛇行線走法，當然會有走線長度要求，但這只是符合時序規範要求。
關於蛇形線替換為螺旋線的資料：
蛇形走線在PCB設計中的作用
pcb上的任何一條走線在通過高頻訊號的情況下都會對該訊號造成時延時，蛇形走線的主要作用是補償 同一組相關 訊號線中延時較小的部分，這些部分通常是沒有或比其它訊號少通過另外的邏輯處理 最典型的就是時鐘線，通常它不需經過任何其它邏輯處理，因而其延 時會小於其它相關訊號。高速數字pcb板的等線長是為了使各...
PCB板設計中蛇形走線有什麼作用
pcb上的任何一條走線在通過高頻訊號的情況下都會對該訊號造成時延時，蛇形走線的主要作用是補償 同一組相關 訊號線中延時較小的部分，這些部分通常是沒有或比其它訊號少通過另外的邏輯處理 最典型的就是時鐘線，通常它不需經過任何其它邏輯處理，因而其延時會小於其它相關訊號。高速數字pcb板的等線長是為了使各訊...
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