要了解蛇纹石线，我们来谈谈 PCB 先路由。 这个概念似乎不需要介绍。 硬件工程师不是每天都在做布线工作吗？ PCB上的每一条走线都是由硬件工程师一一绘制出来的。 能说什么？ 其实这个简单的路由也包含了很多我们平时忽略的知识点。 比如微带线和带状线的概念。 简单的说，微带线就是走在PCB板表面的走线，带状线就是走在PCB内层的走线。 这两条线有什么区别？

微带线的参考面是PCB内层的地平面，走线的另一面暴露在空气中，导致走线周围的介电常数不一致。 比如我们常用的FR4基板的介电常数是4.2左右，空气的介电常数是1。带状线上下两边都有参考平面，整个走线嵌入PCB基板，并且走线周围的介电常数是相同的。 这也导致 TEM 波在带线上传输，而准 ​​TEM 波在微带线上传输。 为什么是准TEM波？ 这是由于空气和 PCB 基板之间界面处的相位不匹配。 什么是TEM波？ 如果你深入研究这个问题，你将无法在十个半月内完成它。

长话短说，无论是微带线还是带状线，它们的作用无非就是承载信号，无论是数字信号还是模拟信号。 这些信号以电磁波的形式从迹线的一端传输到另一端。 既然是波，就一定有速度。 PCB走线上的信号速度是多少？ 根据介电常数的不同，速度也不同。 电磁波在空气中的传播速度就是众所周知的光速。 在其他介质中的传播速度必须按以下公式计算：

V=C/Er0.5

其中，V为介质中的传播速度，C为光速，Er为介质的介电常数。 通过这个公式，我们可以很容易的计算出信号在PCB走线上的传输速度。 比如我们简单地把FR4基材的介电常数代入公式来计算，即信号在FR4基材中的传输速度是光速的一半。 但是，由于表面走线的微带线一半在空气中，一半在基板中，介电常数会略有降低，因此传输速度会比带状线略快。 常用的经验数据是微带线的走线延迟约为140ps/inch，带状线的走线延迟约为166ps/inch。

前面说了，目的只有一个，就是延迟PCB上的信号传输！ 也就是说，信号不会在一个引脚发出后瞬间通过布线传输到另一个引脚。 虽然信号传输速度很快，但只要走线长度足够长，还是会影响信号传输的。 例如，对于1GHz信号，周期为1ns，上升沿或下降沿的时间约为周期的十分之一，则为100ps。 如果我们的走线长度超过 1 英寸（约 2.54 厘米），那么传输延迟将超过一个上升沿。 如果走线超过 8 英寸（约 20 厘米），那么延迟将是一个完整的周期！

原来PCB有这么大的影响，我们的板子有超过1英寸的走线是很常见的。 延迟会不会影响板子的正常运行？ 看实际系统，如果只是一个信号，不想关掉其他信号，那么延迟好像没什么影响。 但是，在高速系统中，这种延迟实际上会生效。 比如我们常见的内存颗粒，都是以总线的形式连接起来的，有数据线、地址线、时钟、控制线。 看看我们的视频界面。 无论HDMI或DVI有多少通道，都会包含数据通道和时钟通道。 或者一些总线协议，都是数据和时钟的同步传输。 那么，在实际的高速系统中，这些时钟信号和数据信号是从主芯片同步发送的。 如果我们的PCB走线设计不好，那么时钟信号和数据信号的长度就相差很大。 很容易造成数据采样错误，进而导致整个系统无法正常工作。

我们应该怎么做才能解决这个问题？ 自然，我们会想，如果将短走线加长，使同一组的走线长度相同，那么延迟会相同吗？ 如何加长接线？ 四处走走！ 答对了！ 终于回到主题并不容易。 这是高速系统中蛇形线的主要作用。 缠绕，等长。 就这么简单。 蛇形线用于缠绕等长。 通过绘制蛇形线，我们可以使同一组信号具有相同的长度，这样接收芯片接收到信号后，就不会因为PCB走线的不同延迟造成数据。 选错了蛇形线与其他PCB板上的走线相同。

它们用于连接信号，但它们更长并且没有它。 所以蛇形线并不深，也不太复杂。 由于与其他布线相同，因此一些常用的布线规则也适用于蛇形线。 同时，由于蛇形线的特殊结构，接线时要注意。 例如，尽量使蛇形线彼此平行更远。 短一点，就是俗话说的绕一个大弯，不要在小范围内走得太密太小。

这一切都有助于减少信号干扰。 蛇形线会因为人为增加线长而对信号产生不良影响，所以只要能满足系统中的时序要求，就不要使用它。 一些工程师使用 DDR 或高速信号使整个组等长。 蜿蜒的线条遍布整个电路板。 似乎这是更好的接线。 事实上，这是一种懒惰和不负责任的做法。 很多不需要绕线的地方绕线，浪费了板子的面积，也降低了信号质量。 应根据实际信号速度要求计算延迟冗余，从而确定板卡的布线规则。

除了等长功能，蛇形线的其他几个功能在网上的文章中也经常提到，所以这里也简单说一下。

1、经常看到的词之一就是阻抗匹配的作用。 这个说法很奇怪。 PCB走线的阻抗与线宽、介电常数和参考平面的距离有关。 什么时候和蛇纹石线有关？ 走线的形状何时会影响阻抗？ 我不知道这句话的出处。

2.也有说是过滤的作用。 不能说没有这个功能，但是数字电路中应该没有滤波功能或者我们不需要在数字电路中使用这个功能。 在射频电路中，蛇形走线可以构成LC电路。 如果对某个频率信号有滤波作用，那还是过去了。

3. 接收天线。 这可以。 我们可以在一些手机或收音机上看到这种效果。 一些天线是用 PCB 走线制成的。

4. 电感。 这可以。 PCB 上的所有走线原本都有寄生电感。 制作一些PCB电感是可以实现的。

5. 保险丝。 这个效果让我很疑惑。 又短又窄的蛇形线如何起到保险丝的作用？ 电流大时烧坏？ 板子没报废，这个保险丝价格太高了，真不知道会用在什么样的应用上。

通过以上介绍，我们可以明确，在模拟或射频电路中，蛇形线具有一些特殊的功能，这是由微带线的特性决定的。 在数字电路设计中，采用蛇形线等长来实现时序匹配。 另外，蛇形线会影响信号质量，所以在系统中应明确系统要求，根据实际需求计算系统冗余，慎用蛇形线。