PCB科普:为啥PCB走线时最好不要出现锐角和直角?

2018-01-08 16:50:58 来源: 硬件十万个为什么
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射频、高速数字电路:禁止锐角、尽量避免直角
如果是射频线,在转角的地方如果是直角,则有不连续性,而不连续性将易导致高次模的产生,对辐射和传导性能都有影响。RF信号线如果走直角,拐角处的有效线宽会增大,阻抗不连续,引起信号反射。为了减小不连续性,要对拐角进行处理,有两种方法:切角和圆角。圆弧角的半径应足够大,一般来说,要保证:R>3W。
 
 
锐角、直角走线
锐角走线一般布线时我们禁止出现,直角走线一般是PCB布线中要求尽量避免的情况,也几乎成为衡量布线好坏的标准之一,那么直角走线究竟会对信号传输产生多大的影响呢?
从原理上说,锐角、直角走线会使传输线的线宽发生变化,造成阻抗的不连续。
 
线宽变化导致阻抗变化
当走线的等效宽度变化的时候,会造成信号的反射。我们可以看到:
 
我们走线的时候,如果线宽发生变化,则会导致走线阻抗变化。
 
微带线(microstrip line)
•它由一根带状导线与地平面构成,中间是电介质。如果电介质的介电常数、线的宽度、及其与地平面的距离是可控的,则它的特性阻抗也是可控的,其精确度将在±5%之内。
 
 
带状线(stripline)
带状线就是一条置于两层导电平面之间的电介质中间的铜带。如果线的厚度和宽度,介质的介电常数,以及两层接地平面的距离都是可控的,则线的特性阻抗也是可控的,且精度在10%之内。
 
 
阻抗不连续就会反射
锐角最差,直角次之,钝角再次之,圆角再次之,直线最好。
 
 
当驱动器发射一个信号进入传输线时,信号的幅值取决于电压、缓冲器的内阻和传输线的阻抗。驱动器端看到的初始电压决定于内阻和线阻抗的分压。
 
 
 
反射系数
 
ƒ其中-1≤ρ≤1
 
当ρ=0时无反射发生
 
当ρ=1(Z 2 =∞,开路)时发生全正反射
 
当ρ=-1(Z 2 =0,短路)时发生全负反射
 
 
 
 
初始电压,是源电压Vs(2V)经过Zs(25欧姆)和传输线阻抗(50欧姆)分压。
 
Vinitial=1.33V
 
后续的反射率按照反射系数公式进行计算
 
 
 
 
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