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      PCB設計高速信號layout能以90°走線嗎?

      發布時間 :2022-09-13 17:14 閱讀 : 來源 :技術文章責任編輯 :深圳宏力捷PCB設計部
      在設計PCB布局和布線時,將提到高速信號跡線的轉角。他們會說,高速信號不應該以直角跟蹤,而是應該以45度角跟蹤,并且可以說弧將大于45度。轉角更好。
       
      是這樣嗎?如何設置PCB跡線角度,最好是45度還是圓???90度直角接線可以嗎?
      PCB設計高速信號layout能以90°走線嗎?
       
      PCB布局是否可以90度布線?
      高頻和高速信號傳輸線應避免以90°角布線,這在各種PCB設計指南中都是強烈要求的,因為高頻和高速的信號傳輸線需要保持特性阻抗一致,并且在傳輸線的角部使用90°角路由,將改變線寬。90°角處的線寬約為正常線寬的1.414倍。因為線寬變化,會引起信號反射。同時,拐角處的額外寄生電容也將導致耗時的信號傳輸。延遲影響。
       
      當然,當信號沿均勻互連傳播時,傳輸的信號將沒有反射和失真。如果均勻互連上有90°角,則會導致角處pcb傳輸線的寬度發生變化。根據相關電磁理論計算表明,這肯定會帶來信號的反射效應。
       
      理論上是這樣,但理論畢竟是理論。90°轉角對高速信號傳輸線的影響在實踐中是否重要?
       
      90°轉角將對高速信號傳輸線產生負面影響,這在理論上是肯定的,但這種影響是致命的嗎?90°角對高速數字信號和高頻微波信號傳輸線有相同的影響嗎?
       
      對于高速數字信號,90°轉角將對高速信號傳輸線產生一定影響。對于我們當前的高密度和高速pcb,一般跡線寬度為4-5mil,90°角的電容約為10fF。據估計,由該電容器引起的累積延遲約為0.25ps,因此具有5mil線寬的導線上的90°角不會對當前高速數字信號(100 psec上升沿時間)產生很大影響。
       
      對于高頻信號傳輸線,為了避免集膚效應造成的信號損壞,通常使用更寬的信號傳輸線如50Ω阻抗和100mil線寬。90°角處的線寬約為141mil,由寄生電容引起的信號延遲約為25ps。此時,90°角將產生非常嚴重的影響。
       
      同時,微波傳輸線總是希望盡量減少信號的損失。90°角處的阻抗不連續性和外部的寄生電容將導致高頻信號的相位和振幅誤差、輸入和輸出之間的失配,以及可能存在的寄生耦合,從而導致電路性能惡化,影響PCB電路信號的傳輸特性。
       
      關于90°信號布線,我們的觀點是盡可能避免90°布線。它不是說90度角對高速數字信號的影響可以忽略嗎?
       
      當然,單個90°角對高速數字傳輸線信號質量的影響,相對于導線高度和參考平面的偏差、導線本身蝕刻過程中線寬和線間距均勻性的偏差,以及片材介電常數對頻率信號變化的影響,即使通過寄生效應,也遠比90°角更成問題。
       
      然而,今天的高速數字電路傳輸線總是必須纏繞在相同的長度上。當超過十個或二十個角重疊時,由這些90°角的累積效應引起的信號上升延遲將變得不可忽略。高速信號始終沿阻抗路徑傳輸,90°角長度相等,最終實際信號傳輸路徑將略短于原始路徑。
       
      現在高速數字信號傳輸速率越來越高,當前的HDMI2.0標準,傳輸帶寬已經達到18Gbps,90°角布線將不再滿足要求,現在是21世紀,現在45°的EDA軟件已經得到了很好的支持,即使是那些使用它的人。
       
      同時,在90°角處布線電纜在工程美學方面不符合人們的美學。因此,對于當前布局,無論您使用的是高頻/高速信號線,除非有特殊要求,否則應盡量避免90°角布線。
       
      對于高電流跡線,有時我們用覆銅板代替跡線。在銅包層的拐角處,我們還需要用兩個45°角替換90°角,這不僅美觀,而且沒有EMI。這是一個隱患。
       
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