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大神課堂系列:為啥PCB走線時(shí)最好不要出現(xiàn)銳角和直角?

電子設(shè)計(jì) ? 來源:網(wǎng)絡(luò)整理 ? 作者:佚名 ? 2018-03-23 14:56 ? 次閱讀

射頻、高速數(shù)字電路:禁止銳角、盡量避免直角

如果是射頻線,在轉(zhuǎn)角的地方如果是直角,則有不連續(xù)性,而不連續(xù)性將易導(dǎo)致高次模的產(chǎn)生,對(duì)輻射和傳導(dǎo)性能都有影響。RF信號(hào)線如果走直角,拐角處的有效線寬會(huì)增大,阻抗不連續(xù),引起信號(hào)反射。為了減小不連續(xù)性,要對(duì)拐角進(jìn)行處理,有兩種方法:切角和圓角。圓弧角的半徑應(yīng)足夠大,一般來說,要保證:R>3W。

PCB科普:為啥PCB走線時(shí)最好不要出現(xiàn)銳角和直角?

銳角、直角走線

銳角走線一般布線時(shí)我們禁止出現(xiàn),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(biāo)準(zhǔn)之一,那么直角走線究竟會(huì)對(duì)信號(hào)傳輸產(chǎn)生多大的影響呢?

從原理上說,銳角、直角走線會(huì)使傳輸線的線寬發(fā)生變化,造成阻抗的不連續(xù)。

線寬變化導(dǎo)致阻抗變化

當(dāng)走線的等效寬度變化的時(shí)候,會(huì)造成信號(hào)的反射。我們可以看到:

我們走線的時(shí)候,如果線寬發(fā)生變化,則會(huì)導(dǎo)致走線阻抗變化。

微帶線(microstrip line)

?它由一根帶狀導(dǎo)線與地平面構(gòu)成,中間是電介質(zhì)。如果電介質(zhì)的介電常數(shù)、線的寬度、及其與地平面的距離是可控的,則它的特性阻抗也是可控的,其精確度將在±5%之內(nèi)。

PCB科普:為啥PCB走線時(shí)最好不要出現(xiàn)銳角和直角?

帶狀線(stripline)

帶狀線就是一條置于兩層導(dǎo)電平面之間的電介質(zhì)中間的銅帶。如果線的厚度和寬度,介質(zhì)的介電常數(shù),以及兩層接地平面的距離都是可控的,則線的特性阻抗也是可控的,且精度在10%之內(nèi)。

PCB科普:為啥PCB走線時(shí)最好不要出現(xiàn)銳角和直角?

阻抗不連續(xù)就會(huì)反射

銳角最差,直角次之,鈍角再次之,圓角再次之,直線最好。

當(dāng)驅(qū)動(dòng)器發(fā)射一個(gè)信號(hào)進(jìn)入傳輸線時(shí),信號(hào)的幅值取決于電壓、緩沖器的內(nèi)阻和傳輸線的阻抗。驅(qū)動(dòng)器端看到的初始電壓決定于內(nèi)阻和線阻抗的分壓。

PCB科普:為啥PCB走線時(shí)最好不要出現(xiàn)銳角和直角?

反射系數(shù)

?其中-1≤ρ≤1

當(dāng)ρ=0時(shí)無反射發(fā)生

當(dāng)ρ=1(Z 2 =∞,開路)時(shí)發(fā)生全正反射

當(dāng)ρ=-1(Z 2 =0,短路)時(shí)發(fā)生全負(fù)反射

PCB科普:為啥PCB走線時(shí)最好不要出現(xiàn)銳角和直角?

PCB科普:為啥PCB走線時(shí)最好不要出現(xiàn)銳角和直角?

初始電壓,是源電壓Vs(2V)經(jīng)過Zs(25歐姆)和傳輸線阻抗(50歐姆)分壓。

Vinitial=1.33V

后續(xù)的反射率按照反射系數(shù)公式進(jìn)行計(jì)算

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