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PCB Layout中為什么不采用直角走線

time : 2019-08-24 10:08       作者:凡億pcb

        直角走線一般是PCB Layout 布線設計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生變化,造成阻抗的不連續。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;二是阻抗不連續會造成信號的反射;三是直角尖端產生的EMI.傳輸線的直角帶來的寄生電容可以由下面這個經驗公式來計算:C=61W(Er)1/2/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指介質的介電常數,Z0就是傳輸線的特征阻抗。
 
  由于直角走線的線寬增加,該處的阻抗將減小,于是會產生一定的信號反射現象,我們可以根據傳輸線章節中提到的阻抗計算公式來算出線寬增加后的等效阻抗,然后根據經驗公式計算反射系數:ρ=(Zs-Z0)/(Zs+Z0),一般直角走線導致的阻抗變化在7%-20%之間,因而反射系數最大為0.1左右。
 
        很多人對直角走線都有這樣的理解,認為尖端容易發射或接收電磁波,產生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果顯示,直角走線并不會比直線產生很明顯的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小于儀器本身的測量誤差。
  
  總的說來,直角走線并不是想象中的那么可怕。至少在GHz以下的應用中,其產生的任何諸如電容,反射,EMI等效應在TDR測試中幾乎體現不出來,高速PCB設計工程師的重點還是應該放在布局,電源/地設計,走線設計,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,注意細節是每個優秀工程師必備的基本素質,而且,隨著數字電路的飛速發展,PCB工程師處理的信號頻率也會不斷提高,到10GHz以上的RF設計領域,這些小小的直角都可能成為高速問題的重點對象。