串扰14-蛇形走线与信号延迟

        并行总线的PCB布线过程中，为了满足时序要求，信号线之间通常会有等长要求。般通过绕线的方式调整走线长度，这就是通常所说的蛇形走线，如图所示。蛇形走线的最终目的是为了调整信号的延时，让有时序约束的一组信号同时到达接收端。

        由于串扰的存在，经过蛇形走线后的信号可能会受串扰的影响造成一定的延迟。对于蛇形走线，由于其特殊的走线方式，也会在绕线区域产生类似的问题。下图显示了这种问题的机理。在信号进入绕线区域的A点瞬间，由于两条垂直的线段之间存在耦合，B点开始出现串扰噪声，这是一种近端串扰，串扰噪声的跳变方向和信号的跳变方向相同。随着信号在左侧垂直线段向上传播，B点持续产生串扰噪声，当信号沿着绕线路径到达B点时，信号和这个串扰噪声叠加，由于跳变方向相同，噪声的叠加使得信号的上升沿各点电位被不同程度地拾高，从时间轴上看，信号似乎提前到达B点。下图2展示了串扰噪声的产生，以及串扰噪声是如何叠加在信号上从而改变信号上升沿的。作为参考，虚线显示了不绕线情况下信号的边沿情况。

 使用ADS仿真蛇形走线串扰对信号延时的影响，使用ML16TL_C模型仿真蛇形走线，参数Length表示蛇形走线的高度，参数S表示蛇形走线中的Gap值

将蛇形走线中的Gap值分别设为1W、2W、3W分别观察与不进行绕线的信号到达时间：

        可以看到进行蛇形绕线的信号会比不进行绕线的信号提前到达，且绕线参数Gap距离越大越接近与不饶线的传输线的到达时间。

        若改变绕线参数H，观察仿真结果：

        可以看到绕线参数H越短，信号到达时间越接近于不饶线的传输线。

从原理上进行分析可知，信号到达时间不同是因为信号在传输时近端串扰的存在：

仿真结果如下：

信号近端串扰Next波形如下：

若将近端串扰与不饶线波形进行叠加，波形即可提前，及可得到绕线后的波形：

综上所述，在空间允许的形况下，推荐使用下图所示的绕线方式进行绕线：

使用HFSS仿真蛇形走线中电流分布情况：

参考平面上回流信号分布：