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大神課堂系列:為啥PCB走線時最好不要出現銳角和直角?

電子設計 ? 來源:網絡整理 ? 作者:佚名 ? 2018-03-23 14:56 ? 次閱讀

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。

PCB科普:為啥PCB走線時最好不要出現銳角和直角?

銳角、直角走線

銳角走線一般布線時我們禁止出現,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,銳角、直角走線會使傳輸線的線寬發生變化,造成阻抗的不連續。

線寬變化導致阻抗變化

當走線的等效寬度變化的時候,會造成信號的反射。我們可以看到:

我們走線的時候,如果線寬發生變化,則會導致走線阻抗變化。

微帶線(microstrip line)

?它由一根帶狀導線與地平面構成,中間是電介質。如果電介質的介電常數、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。

PCB科普:為啥PCB走線時最好不要出現銳角和直角?

帶狀線(stripline)

帶狀線就是一條置于兩層導電平面之間的電介質中間的銅帶。如果線的厚度和寬度,介質的介電常數,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。

PCB科普:為啥PCB走線時最好不要出現銳角和直角?

阻抗不連續就會反射

銳角最差,直角次之,鈍角再次之,圓角再次之,直線最好。

驅動器發射一個信號進入傳輸線時,信號的幅值取決于電壓、緩沖器的內阻和傳輸線的阻抗。驅動器端看到的初始電壓決定于內阻和線阻抗的分壓。

PCB科普:為啥PCB走線時最好不要出現銳角和直角?

反射系數

?其中-1≤ρ≤1

當ρ=0時無反射發生

當ρ=1(Z 2 =∞,開路)時發生全正反射

當ρ=-1(Z 2 =0,短路)時發生全負反射

PCB科普:為啥PCB走線時最好不要出現銳角和直角?

PCB科普:為啥PCB走線時最好不要出現銳角和直角?

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

Vinitial=1.33V

后續的反射率按照反射系數公式進行計算

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