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。
射頻、高速數字電路:禁止銳角、盡量避免直角。 如果是射頻線,在轉角的地方如果是直角,則有不連續性,而不連續性將易導致高次模的產生,對輻射和傳導性能都有影響。RF信號線如果走直角,拐角處的有效線寬會增大,阻抗不連續,引起信號反射。
為了減小不連續性,要對拐角進行處理,有兩種方法:切角和圓角。圓弧角的半徑應足夠大,一般來說,要保證:R>3W。
在PCB布線規則中,有一條“關鍵信號線優先”的原則,即電源、摸擬信號、高速信號、時鐘信號、差分信號和同步信號等關鍵信號優先布線。
模擬信號布線要求模擬信號的主要特點是抗干擾性差,布線時主要考慮對模擬信號的保護。對模擬信號的處理主要體現在以下幾點:
1. 為增加其抗干擾能力,走線要盡量短。
2. 部分模擬信號可以放棄阻抗控制要求,走線可以適當加粗。
3. 限定布線區域,盡量在模擬區域內完成布線,遠離數字信號。
高速信號布線要求:
多層布線高速信號布線電路往往集成度較高,布線密度大,采用多層板既是布線所必須的,也是降低干擾的有效手段。
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