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PCB加急打樣_PCB在設(shè)計(jì)布線中的特殊走線技巧
發(fā)布日期：2017-05-08 14:44 瀏覽次數(shù)： 作者：PCB加急打樣
PCB加急打樣_PCB在設(shè)計(jì)布線中的特殊走線技巧發(fā)布日期：2017-05-08 14:44 瀏覽次數(shù)： 作者：PCB加急打樣
PCB設(shè)計(jì)布線（Layout）的好壞將直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的性能，大多數(shù)高速的設(shè)計(jì)理論也要最終經(jīng)過 Layout 得以實(shí)現(xiàn)并驗(yàn)證，由此可見，布線在高速 PCB 設(shè)計(jì)中是至關(guān)重要的。下面將針對(duì)實(shí)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。
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(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，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)。其實(shí)不光是直角走線，頓角，銳角走線都可能會(huì)造成阻抗變化的情況。
直角走線的對(duì)信號(hào)的影響就是主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：
（1）是拐角可以等效為傳輸線上的容性負(fù)載，減緩上升時(shí)間；
（2）是阻抗不連續(xù)會(huì)造成信號(hào)的反射；
（3）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(gè)經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)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(zhì)的介電常數(shù)，Z0就是傳輸線的特征阻抗。舉個(gè)例子，對(duì)于一個(gè)4Mils的50歐姆傳輸線（εr為4.3）來說，一個(gè)直角帶來的電容量大概為0.0101pF，進(jìn)而可以估算由此引起的上升時(shí)間變化量：
T10-90%=2.2*C*Z0/2 = 2.2*0.0101*50/2 = 0.556ps
通過計(jì)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(huì)產(chǎn)生一定的信號(hào)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(jì)算公式來算出線寬增加后的等效阻抗，然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)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(shí)間內(nèi)傳輸線阻抗變化到最小，再經(jīng)過W/2時(shí)間又恢復(fù)到正常的阻抗，整個(gè)發(fā)生阻抗變化的時(shí)間極短，往往在10ps 之內(nèi)，這樣快而且微小的變化對(duì)一般的信號(hào)傳輸來說幾乎是可以忽略的。
PCB在設(shè)計(jì)布線中的3種特殊走線技巧
很多人對(duì)直角走線都有這樣的理解，認(rèn)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(rèn)為不能直角走線的理由之一。然而很多實(shí)際測試的結(jié)果顯示，直角走線并不會(huì)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(gè)問題，直角走線的輻射已經(jīng)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(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(jì)工程師的重點(diǎn)還是應(yīng)該放在布局，電源/地設(shè)計(jì)，走線設(shè)計(jì)，過孔等其他方面。當(dāng)然，盡管直角走線帶來的影響不是很嚴(yán)重，但并不是說我們以后都可以走直角線，注意細(xì)節(jié)是每個(gè)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(hào)頻率也會(huì)不斷提高，到 10GHz 以上的 RF 設(shè)計(jì)領(lǐng)域，這些小小的直角都可能成為高速問題的重點(diǎn)對(duì)象。
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