制造企業(yè)倉庫普遍問題診斷說明、解決方案、推進計劃_第1頁
制造企業(yè)倉庫普遍問題診斷說明、解決方案、推進計劃_第2頁
制造企業(yè)倉庫普遍問題診斷說明、解決方案、推進計劃_第3頁
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文檔簡介

精品文檔精心整理精品文檔可編輯的精品文檔目前制造企業(yè)倉庫普遍問題點診斷與解決方案、推進計劃目錄一、診斷說明二、總體評價三、現(xiàn)狀問題與解決方案四、推進計劃一、診斷說明診斷要素:1、倉庫基本2、倉儲效率3、現(xiàn)場規(guī)劃4、倉儲管理5、物流管理6、精益管理1)診斷要素說明

倉庫基本發(fā)現(xiàn)影響倉庫基礎(chǔ)運營的因素

倉儲效率調(diào)查影響倉儲效率的問題

現(xiàn)場規(guī)劃是否全面參照現(xiàn)代物流標準設(shè)計

倉儲管理是否把握倉儲管理系統(tǒng),從采購收貨開始到成品發(fā)貨為止的整個一系列活動

物流管理是否把握物流管理系統(tǒng),從成品發(fā)貨到客戶收貨滿意為止的整體物流管理實際情況。

精益管理是否把握倉庫收發(fā)存運作能夠做到有精確的計劃,達標的庫存準確率及周轉(zhuǎn)率。2)倉庫診斷的目的以工廠各個倉庫為對象,暴露每個倉庫存在的實際情況,提供今后需要改善的課題。3)診斷場所以倉庫現(xiàn)場為對象進行診斷。4)診斷的推進方法倉庫現(xiàn)場診斷結(jié)合再調(diào)查,團隊討論,確認6S管理點檢表,調(diào)研表,診斷報告書,再總結(jié)改善課題。二.總體評價通過個人評估,普遍倉庫整體精益現(xiàn)場得分43.0分(標桿對比:豐田2019年倉庫現(xiàn)場100分)。值得點贊方面的有:現(xiàn)場操作配戴安全帽,物料拉動看板,物理看板管理,電子動態(tài)化看板管理,現(xiàn)場區(qū)域標線,條碼管理,ERP系統(tǒng)管理,采購、倉儲、物控、計劃、生產(chǎn)及物流整個一系列運作歸口為供應(yīng)鏈系統(tǒng)管理,公司發(fā)展非常穩(wěn)定和產(chǎn)品發(fā)展前景向好,人際關(guān)系友善和人性化管理。整體印象存在不足的細節(jié)有:揀貨效率低,庫存周轉(zhuǎn)率低,搬運距離長且多反復(fù),物料不配套,缺乏合適容器和缺少容器擺放位置等七大浪費,存在許多不增值作業(yè)活動??傆^大局沒體現(xiàn)出現(xiàn)代物流的專業(yè)水準。三、現(xiàn)狀問題與解決方案1、工廠倉庫太分散,布局不夠合理。解決方案:以工廠進大門方向為準,整體物流規(guī)劃方向以右邊進入導(dǎo)流路徑到中心倉庫大門設(shè)計物料采購收貨區(qū),左邊自成品庫大門備貨,裝車范圍內(nèi)設(shè)計發(fā)貨區(qū),發(fā)貨物流路徑從公司正大門左邊或者左右兩側(cè)大門流出。各個車間設(shè)計相關(guān)類別物料現(xiàn)場倉庫,采取全封閉管理。2、所有庫區(qū)標識標貼設(shè)計不夠全面和直觀。解決方案:縱觀大局梳理整體布局規(guī)劃,按照六號編碼標示各個倉庫、區(qū)域、貨架、縱列、層級及庫位,現(xiàn)場有物就有賬、有標識。如注塑車間原材料庫,金加工車間半成品庫,如立體庫第一層貨架上標識有庫位號、物料標識、二維碼,整個立體貨架中端張貼有“貨架承載2噸”類似安全提示。3、現(xiàn)場常用設(shè)備、設(shè)施如叉車、揀貨車沒固定停放處。解決方案:將所有倉庫搬運設(shè)備、設(shè)施及工具給與設(shè)計固定放置區(qū)域和標識。4、立體貨架通道沒安裝監(jiān)控,存在安全隱患。解決方案:至少將關(guān)鍵及價值金額高的物料儲存區(qū)域通道安裝360監(jiān)控,以防存在安全隱患。5、立體庫貨架三層以上棧板物料沒做防護措施。解決方案:高層貨架倉庫區(qū)域自三層起將棧板堆跺的物料用纏繞膜或伸縮纏繞繃帶固定好,再上架,防止物料掉落,方便日后取料安全。6、叉車收發(fā)貨進出倉庫大門把室外泥土灰塵帶進倉庫,不便于清掃。解決方案:可以在倉庫進出大門口平鋪一張蹭泥土灰塵的地毯。7、車間倉庫現(xiàn)場是開放的,不便于管理。解決方案:將每個車間合適空間設(shè)計相關(guān)物料倉庫,采取全封閉式管理。8、倉庫儲存空間浪費嚴重,沒合理利用。解決方案:依據(jù)每個倉庫現(xiàn)場特點設(shè)計其空間儲存利用最大化。9、倉庫現(xiàn)場無安全警示,團隊安全意識淡薄。解決方案:將各個倉庫現(xiàn)場公共最曝光區(qū)域張貼安全相關(guān)標識,如叉車進出避免碰撞,安全第一預(yù)防為主。10、呆滯品積存過多,沒處理。解決方案:將呆滯品做到每月底清理完成。11、員工對供應(yīng)商送貨缺少細節(jié)環(huán)節(jié)和責任心。解決方案:關(guān)于來料必須對其數(shù)量、標識、目測品質(zhì)、訂單核對等細節(jié)加以重視。12、供應(yīng)商送貨有些產(chǎn)品無標識,幾種產(chǎn)品混在一起。解決方案:及時反饋給采購相關(guān)人員,建議制定供應(yīng)商考核制度加以監(jiān)督供應(yīng)商送貨沒有送貨單、采購訂單。14、供應(yīng)商送貨包裝沒有按照倉庫發(fā)貨細節(jié)操作要求。解決方案:反饋給采購與供應(yīng)商溝通改善按照倉庫發(fā)貨標準包裝15、物料入庫歸位無頭緒無引導(dǎo)指示標識。解決方案:對各庫合理規(guī)劃儲存區(qū)域,標識標貼明確,可視化。16、揀貨時遇到配套物品,單據(jù)上沒有說明,現(xiàn)場物品也沒提示解決方案:庫存產(chǎn)品中把要配套發(fā)的給出現(xiàn)場提示或平時把它們捆綁一起。17、備料準確性低與找料時間過長。解決方案:經(jīng)過6S標準規(guī)劃儲存區(qū)域,可視化管理,設(shè)計科學(xué)合理揀貨流程。18、錯發(fā),少發(fā),多發(fā),漏發(fā)頻率高。解決方案:現(xiàn)場科學(xué)規(guī)劃,流程優(yōu)化及加強稽核力度19、生產(chǎn)與倉庫補料/換料手續(xù)缺失率高。解決方案:嚴謹補換料操作流程,倉庫見單發(fā)料。20、成品發(fā)貨差錯率不理想。解決方案:加強稽核和獎懲力度,科學(xué)規(guī)劃,可視化與二維碼管理。單據(jù)出入庫系統(tǒng)賬務(wù)處理不及時。解決方案:嚴謹財務(wù)對物料賬務(wù)處理原則和流程,必須做到日清日結(jié),心無旁貸。系統(tǒng)賬與現(xiàn)場實物賬匹配率低與賬實不符。解決方案:嚴謹優(yōu)化系統(tǒng)合理化,然后依據(jù)系統(tǒng)標準引導(dǎo)現(xiàn)場實物規(guī)劃及完善各庫賬實相符匹配度。系統(tǒng)未設(shè)計物料短缺預(yù)警與申購不及時。解決方案:完善系統(tǒng)設(shè)計物料短缺預(yù)警,強化平時循環(huán)盤點力度。24、采購收貨或成品退貨過多,沒優(yōu)化及時處理。解決方案:對于采購收貨不合格品當天責令供應(yīng)商退回,針對庫內(nèi)和生產(chǎn)后期發(fā)現(xiàn)的及時與采購部反饋限令一星期內(nèi)處理,銷售退回品2天內(nèi)處理。25、沒有對所有倉庫進行倉庫編碼管理。解決方案:將工廠所有倉庫進行編碼,方便日后SAP系統(tǒng)和現(xiàn)場倉庫無縫對接操作管理。如A五金交電庫,依次到Q電商淘寶庫等等。26、沒有對立體庫貨架執(zhí)行六號定位、平鋪堆列執(zhí)行二號定位。解決方案:將立體倉庫進行六號定位及標識,如某庫、某區(qū)、某貨架、某列、某層、某庫位,備貨區(qū)或重大物品進行2號定位及標識。如某庫、某列。27、沒設(shè)計看板標示物流中心倉庫與車間倉庫平面示意圖及儲存物資目錄。解決方案:在倉儲部門或中心倉庫與各個車間倉庫最重要公共區(qū)域設(shè)計平面直觀示意圖及標注其所儲存的物資目錄。28、倉庫內(nèi)無物品定置定位規(guī)劃管理.解決方案:將辦公室及倉庫現(xiàn)場所有物品設(shè)置固定區(qū)域進行規(guī)劃,標識與定置管理。29、倉庫存在七大浪費管理問題。解決方案:將精益管理中的七大浪費:等待、搬運、動作、庫存、不良品、加工及制造過剩,認真理解后對照倉儲管理中存在的某種浪費,如四樓倉庫物料配送到一樓生產(chǎn)線的現(xiàn)象就存在搬運、動作及等待的浪費。30、沒利用現(xiàn)場可視化管理模式展現(xiàn)關(guān)鍵業(yè)務(wù)流程指導(dǎo)及安全警示。解決方案:可以在采購收貨區(qū)、發(fā)貨區(qū)張貼收貨流程、發(fā)貨流程或各倉庫主通道張貼或懸掛精益安全警示宣傳標語。31、未實現(xiàn)物資ABC分類管理,導(dǎo)致驗收存在漏洞。解決方案:可以要采購部門將以往采購的物料評估分析統(tǒng)計出價值金額或重要性來進行物料ABC分類管理。32、揀貨員憑熟練程度和全靠記憶來操作。解決方案:如果倉庫全靠老員工來操作,顯得管理太過于被動。只要將倉庫設(shè)計成標識化、可視化、條碼化以及自動化,任何新人都可以直接操作。33、揀貨路徑往返重復(fù)。解決方案:可以將WMS-PDA系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)對接現(xiàn)場倉庫庫位號依次排序保持一致性,一般揀物料采取自左邊開始從右邊出來,屬于“U”型揀料法,當然在電商倉庫還有“X”揀料法。34、揀貨過程中拿貨隨意,無視擺放整齊秩序。解決方案:先優(yōu)化好科學(xué)揀貨流程以及進行團隊培訓(xùn),然后班組長盯緊必須按照大家認可簽字的標準流程來操作,三個星期后就不會出現(xiàn)這種現(xiàn)象了。35、儲存環(huán)境與條件如溫濕度、通風(fēng)設(shè)施沒有設(shè)計。解決方案:在相關(guān)針對溫濕度及儲存環(huán)境條件要求特別高的物料設(shè)計溫濕度表和相關(guān)記錄標準,以及安裝其通風(fēng)設(shè)備,以便不影響其在庫儲存的品質(zhì)。36、屬于危險化學(xué)品庫存物品未設(shè)計專區(qū)特殊管理。解決方案:將這類危險化學(xué)品物料專門設(shè)計危險化學(xué)品倉庫進行專項管理。37、沒有設(shè)計相關(guān)物料恒溫庫。解決方案:將對溫度要求特別高的物料設(shè)計專門恒溫庫進行專項管理。38、呆滯品沒每月底統(tǒng)計清出。解決方案:堅持做到每個月底將各個倉庫呆滯物料統(tǒng)計匯總清理出來移庫到呆滯品暫存庫區(qū)待處理。39、搬運設(shè)備故障的不確定性和維修無計劃性,導(dǎo)致需求急,數(shù)量少、采購周期長、成本高。解決方案:堅持日常對搬運設(shè)備設(shè)施與工具進行檢點表監(jiān)督檢查,然后評估分析做好相關(guān)叉車、轉(zhuǎn)運車等維修計劃與保養(yǎng)計劃。40、車間對物料需求規(guī)律把握不準,導(dǎo)致庫存控制困難,備件積壓或缺貨。解決方案:倉庫要即時反饋車間申購物料或備件庫存情況、積壓或缺貨信息給主管領(lǐng)導(dǎo),讓車間及時想方法處理。41、倉庫未設(shè)置安全庫存、訂貨點與最高庫存量。解決方案:與物控計劃,生產(chǎn)車間溝通協(xié)商進行物料需求信息評估分析進行設(shè)計倉庫物料安全庫存、訂貨點與最高庫存量,設(shè)計物料看板拉動也可以。42、倉庫庫存物料沒有進行日常循環(huán)盤點。解決方案:責令每個倉管員日常都要在空余時間對庫存物料進行循環(huán)盤點。43、倉庫庫存物品名稱與系統(tǒng)不一致,如系統(tǒng)“織布燈”實物為“放大鏡”。解決方案:反饋給公司IT部門進行REP系統(tǒng)跟倉庫現(xiàn)場物料名稱不一致的進行更正優(yōu)化。44、沒有執(zhí)行庫存物料顏色季度標指示先進先出。解決方案:將倉庫存儲物料進行季度顏色標識方便日后做到先進先出。45、倉庫工傷事故率偏高。解決方案:嚴謹6S現(xiàn)場管理規(guī)范,加強早會,例會與專項安全操作會議培訓(xùn)。46、沒有對新進員工進行各種操作流程、制度等傳幫帶進行培訓(xùn)指導(dǎo)。解決方案:制定與完善倉儲部門整個管理體系,建立培訓(xùn)計劃及制度,必須要對新員工進行部門與班級傳幫帶業(yè)務(wù)培訓(xùn)及指導(dǎo)。47、員工日常缺乏與業(yè)務(wù)相關(guān)部門溝通交流。解決方案:部門培訓(xùn)計劃中要明確相關(guān)員工溝通技巧方面的培訓(xùn)計劃及專項課件。48、部門管理層對各班組工作和生活方面缺乏支持與關(guān)心。解決方案:部門主管以身作則帶動各班組長日常要加強對員工工作及生活上的大力支持和關(guān)心。49、企業(yè)文化和部門弘揚缺乏主觀能動性。解決方案:班組日常早會和部門例會及專項培訓(xùn)宣傳企業(yè)文化,班組團隊不斷弘揚精神。50、沒建立部門培訓(xùn)計劃。解決方案:擬建部門年月度及關(guān)鍵崗位培訓(xùn)計劃。51、部門組織架構(gòu)不明確。解決方案:認知部門權(quán)責,依據(jù)業(yè)務(wù)流程設(shè)計合理的組織架構(gòu)。52、部門負責人管理,溝通及團隊駕馭能力欠缺。解決方案:調(diào)離部門管理崗位,分配其最合適崗位。53、搭建體系缺失人與崗位精準配置。解決方案:研究個人信息,掌握其優(yōu)劣勢針對性地分配最合適崗位。54、倉庫團隊凝聚力松散。解決方案:建立員工切身實際利益的激勵機制,如績效獎金,多勞多得,每月之星競賽,技能效率比拼等,團隊領(lǐng)導(dǎo)以身作則,平衡一切利弊優(yōu)化策略。55、倉庫團隊薪資平均化,沒有突出績效、能力、技術(shù)水平。解決方案:設(shè)計部門團隊薪資績效考核KPI指標權(quán)重,突出績效、能力及技術(shù)水平工資及獎金。56、沒設(shè)置現(xiàn)場6S管理每周檢查機制。解決方案:公司總經(jīng)辦或倉儲部門設(shè)計6S管理每周現(xiàn)場檢查機制,可以有效保持作業(yè)現(xiàn)場的6S規(guī)劃成果與秩序。57、沒有創(chuàng)建部門管理體系文件,制度和規(guī)定。解決方案:結(jié)合公司和部門具體實情制定與完善各領(lǐng)域體系文件,制度和規(guī)定。58、沒有完善設(shè)計部門各業(yè)務(wù)操作優(yōu)化流程SOP。解決方案:針對部門各業(yè)務(wù)領(lǐng)域設(shè)計更簡單,更優(yōu)化的操作流程SOP.59、部門員工考核機制不明確。解決方案:依據(jù)各操作領(lǐng)域設(shè)計合理的KPI績效考核5個關(guān)鍵指標。60、沒設(shè)置對團隊更有切身實際利益的激勵機制。解決方案:可以設(shè)置一些對團隊員工最切身利益的激勵機制,如與薪資、獎金直接掛鉤的全勤獎、年資、技能工資、業(yè)績提成、平衡計分、股份分紅及股權(quán)分配等,這樣能夠一直保持員工的積極性和主觀能動性,以及穩(wěn)定性與忠誠度。四、推進計劃1、針對新公司倉庫的改善計劃要先保持一個空杯心態(tài),虔誠地沉淀及融入新團隊當中去,適應(yīng)與透切理解現(xiàn)行各種制度、流程、計劃及職責等,反復(fù)推敲與琢磨其中利弊、成本、效率甚至危害等,然后設(shè)計出超越于它更好的以及團隊認可的制度、流程、措施及方案。2、倉庫設(shè)計好的每項改善計劃都要經(jīng)過上級領(lǐng)導(dǎo)及公司決策層評估其實用性。以及經(jīng)過倉庫整個團隊的討論實踐與檢測論證后才能推進實施。3、一般倉儲部門各個管理體系制度文件可以在2個月內(nèi)制定與完善,可以涉及到十分全面。4、倉庫現(xiàn)場規(guī)劃設(shè)計方面需要3個月內(nèi)完成改善計劃,因為涉及到一些物料采購周期較長。5、倉庫精益管理優(yōu)化計劃需要半年或一年完成,因為有些項目推動需要其他幾個部門協(xié)作才能完成。6、倉庫自動化改善項目計劃需要一年或兩年完成,如AGV全自動無軌激光導(dǎo)航牽引車實施項目需要長時間測試才能完成其可操作性與實用性。精品文檔精心整理精品文檔可編輯的精品文檔PCBLayout中的走線策略布線(Layout)是PCB設(shè)計工程師最基本的工作技能之一。走線的好壞將直接影響到整個系統(tǒng)的性能,大多數(shù)高速的設(shè)計理論也要最終經(jīng)過Layout得以實現(xiàn)并驗證,由此可見,布線在高速PCB設(shè)計中是至關(guān)重要的。下面將針對實際布線中可能遇到的一些情況,分析其合理性,并給出一些比較優(yōu)化的走線策略。主要從直角走線,差分走線,蛇形線等三個方面來闡述。1.直角走線直角走線一般是PCB布線中要求盡量避免的情況,也幾乎成為衡量布線好壞的標準之一,那么直角走線究竟會對信號傳輸產(chǎn)生多大的影響呢?從原理上說,直角走線會使傳輸線的線寬發(fā)生變化,造成阻抗的不連續(xù)。其實不光是直角走線,頓角,銳角走線都可能會造成阻抗變化的情況。直角走線的對信號的影響就是主要體現(xiàn)在三個方面:一是拐角可以等效為傳輸線上的容性負載,減緩上升時間;二是阻抗不連續(xù)會造成信號的反射;三是直角尖端產(chǎn)生的EMI。傳輸線的直角帶來的寄生電容可以由下面這個經(jīng)驗公式來計算:C=61W(Er)[size=1]1/2[/size]/Z0在上式中,C就是指拐角的等效電容(單位:pF),W指走線的寬度(單位:inch),εr指介質(zhì)的介電常數(shù),Z0就是傳輸線的特征阻抗。舉個例子,對于一個4Mils的50歐姆傳輸線(εr為4.3)來說,一個直角帶來的電容量大概為0.0101pF,進而可以估算由此引起的上升時間變化量:T10-90%=2.2*C*Z0/2=2.2*0.0101*50/2=0.556ps通過計算可以看出,直角走線帶來的電容效應(yīng)是極其微小的。由于直角走線的線寬增加,該處的阻抗將減小,于是會產(chǎn)生一定的信號反射現(xiàn)象,我們可以根據(jù)傳輸線章節(jié)中提到的阻抗計算公式來算出線寬增加后的等效阻抗,然后根據(jù)經(jīng)驗公式計算反射系數(shù):ρ=(Zs-Z0)/(Zs+Z0),一般直角走線導(dǎo)致的阻抗變化在7%-20%之間,因而反射系數(shù)最大為0.1左右。而且,從下圖可以看到,在W/2線長的時間內(nèi)傳輸線阻抗變化到最小,再經(jīng)過W/2時間又恢復(fù)到正常的阻抗,整個發(fā)生阻抗變化的時間極短,往往在10ps之內(nèi),這樣快而且微小的變化對一般的信號傳輸來說幾乎是可以忽略的。很多人對直角走線都有這樣的理解,認為尖端容易發(fā)射或接收電磁波,產(chǎn)生EMI,這也成為許多人認為不能直角走線的理由之一。然而很多實際測試的結(jié)果顯示,直角走線并不會比直線產(chǎn)生很明顯的EMI。也許目前的儀器性能,測試水平制約了測試的精確性,但至少說明了一個問題,直角走線的輻射已經(jīng)小于儀器本身的測量誤差??偟恼f來,直角走線并不是想象中的那么可怕。至少在GHz以下的應(yīng)用中,其產(chǎn)生的任何諸如電容,反射,EMI等效應(yīng)在TDR測試中幾乎體現(xiàn)不出來,高速PCB設(shè)計工程師的重點還是應(yīng)該放在布局,電源/地設(shè)計,走線設(shè)計,過孔等其他方面。當然,盡管直角走線帶來的影響不是很嚴重,但并不是說我們以后都可以走直角線,注意細節(jié)是每個優(yōu)秀工程師必備的基本素質(zhì),而且,隨著數(shù)字電路的飛速發(fā)展,PCB工程師處理的信號頻率也會不斷提高,到10GHz以上的RF設(shè)計領(lǐng)域,這些小小的直角都可能成為高速問題的重點對象。2.差分走線差分信號(DifferentialSignal)在高速電路設(shè)計中的應(yīng)用越來越廣泛,電路中最關(guān)鍵的信號往往都要采用差分結(jié)構(gòu)設(shè)計,什么另它這么倍受青睞呢?在PCB設(shè)計中又如何能保證其良好的性能呢?帶著這兩個問題,我們進行下一部分的討論。何為差分信號?通俗地說,就是驅(qū)動端發(fā)送兩個等值、反相的信號,接收端通過比較這兩個電壓的差值來判斷邏輯狀態(tài)“0”還是“1”。而承載差分信號的那一對走線就稱為差分走線。差分信號和普通的單端信號走線相比,最明顯的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下三個方面:a.抗干擾能力強,因為兩根差分走線之間的耦合很好,當外界存在噪聲干擾時,幾乎是同時被耦合到兩條線上,而接收端關(guān)心的只是兩信號的差值,所以外界的共模噪聲可以被完全抵消。b.能有效抑制EMI,同樣的道理,由于兩根信號的極性相反,他們對外輻射的電磁場可以相互抵消,耦合的越緊密,泄放到外界的電磁能量越少。c.時序定位精確,由于差分信號的開關(guān)變化是位于兩個信號的交點,而不像普通單端信號依靠高低兩個閾值電壓判斷,因而受工藝,溫度的影響小,能降低時序上的誤差,同時也更適合于低幅度信號的電路。目前流行的LVDS(lowvoltagedifferentialsignaling)就是指這種小振幅差分信號技術(shù)。于PCB工程師來說,最關(guān)注的還是如何確保在實際走線中能完全發(fā)揮差分走線的這些優(yōu)勢。也許只要是接觸過Layout的人都會了解差分走線的一般要求,那就是“等長、等距”。等長是為了保證兩個差分信號時刻保持相反極性,減少共模分量;等距則主要是為了保證兩者差分阻抗一致,減少反射?!氨M量靠近原則”有時候也是差分走線的要求之一。但所有這些規(guī)則都不是用來生搬硬套的,不少工程師似乎還不了解高速差分信號傳輸?shù)谋举|(zhì)。下面重點討論一下PCB差分信號設(shè)計中幾個常見的誤區(qū)。誤區(qū)一:認為差分信號不需要地平面作為回流路徑,或者認為差分走線彼此為對方提供回流途徑。造成這種誤區(qū)的原因是被表面現(xiàn)象迷惑,或者對高速信號傳輸?shù)臋C理認識還不夠深入。從圖1-8-15的接收端的結(jié)構(gòu)可以看到,晶體管Q3,Q4的發(fā)射極電流是等值,反向的,他們在接地處的電流正好相互抵消(I1=0),因而差分電路對于類似地彈以及其它可能存在于電源和地平面上的噪音信號是不敏感的。地平面的部分回流抵消并不代表差分電路就不以參考平面作為信號返回路徑,其實在信號回流分析上,差分走線和普通的單端走線的機理是一致的,即高頻信號總是沿著電感最小的回路進行回流,最大的區(qū)別在于差分線除了有對地的耦合之外,還存在相互之間的耦合,哪一種耦合強,那一種就成為主要的回流通路,圖1-8-16是單端信號和差分信號的地磁場分布示意圖。

在PCB電路設(shè)計中,一般差分走線之間的耦合較小,往往只占10~20%的耦合度,更多的還是對地的耦合,所以差分走線的主要回流路徑還是存在于地平面。當?shù)仄矫姘l(fā)生不連續(xù)的時候,無參考平面的區(qū)域,差分走線之間的耦合才會提供主要的回流通路,見圖1-8-17所示。盡管參考平面的不連續(xù)對差分走線的影響沒有對普通的單端走線來的嚴重,但還是會降低差分信號的質(zhì)量,增加EMI,要盡量避免。也有些設(shè)計人員認為,可以去掉差分走線下方的參考平面,以抑制差分傳輸中的部分共模信號,但從理論上看這種做法是不可取的,阻抗如何控制?不給共模信號提供地阻抗回路,勢必會造成EMI輻射,這種做法弊大于利。誤區(qū)二:認為保持等間距比匹配線長更重要。在實際的PCB布線中,往往不能同時滿足差分設(shè)計的要求。由于管腳分布,過孔,以及走線空間等因素存在,必須通過適當?shù)睦@線才能達到線長匹配的目的,但帶來的結(jié)果必然是差分對的部分區(qū)域無法平行,這時候我們該如何取舍呢?在下結(jié)論之前我們先看看下面一個仿真結(jié)果。

從上面的仿真結(jié)果看來,方案1和方案2波形幾乎是重合的,也就是說,間距不等造成的影響是微乎其微的,相比較而言,線長不匹配對時序的影響要大得多(方案3)。再從理論分析來看,間距不一致雖然會導(dǎo)致差分阻抗發(fā)生變化,但因為差分對之間的耦合本身就不顯著,所以阻抗變化范圍也是很小的,通常在10%以內(nèi),只相當于一個過孔造成的反射,這對信號傳輸不會造成明顯的影響。而線長一旦不匹配,除了時序上會發(fā)生偏移,還給差分信號中引入了共模的成分,降低信號的質(zhì)量,增加了EMI。可以這么說,PCB差分走線的設(shè)計中最重要的規(guī)則就是匹配線長,其它的規(guī)則都可以根據(jù)設(shè)計要求和實際應(yīng)用進行靈活處理。誤區(qū)三:認為差分走線一定要靠的很近。讓差分走線靠近無非是為了增強他們的耦合,既可以提高對噪聲的免疫力,還能充分利用磁場的相反極性來抵消對外界的電磁干擾。雖說這種做法在大多數(shù)情況下是非常有利的,但不是絕對的,如果能保證讓它們得到充分的屏蔽,不受外界干擾,那么我們也就不需要再讓通過彼此的強耦合達到抗干擾和抑制EMI的目的了。如何才能保證差分走線具有良好的隔離和屏蔽呢?增大與其它信號走線的間距是最基本的途徑之一,電磁場能量是隨著距離呈平方關(guān)系遞減的,一般線間距超過4倍線寬時,它們之間的干擾就極其微弱了,基本可以忽略。此外,通過地平面的隔離也可以起到很好的屏蔽作用,這種結(jié)構(gòu)在高頻的(10G以上)IC封裝PCB設(shè)計中經(jīng)常會用采用,被稱為CPW結(jié)構(gòu),可以保證嚴格的差分阻抗控制(2Z0),如圖1-8-19。

差分走線也可以走在不同的信號層中,但一般不建議這種走法,因為不同

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