PCB-Neuigkeiten - Warum sollte PCB-Verdrahtung akute und rechte Winkel so weit wie möglich vermeiden

Wenn es sich um eine RF-Linie hundelt, wenn es ein rechtwinkliger Winkel an der Ecke ist, es wird unterbrochen werden, und Diskontinuität wird leicht zur Erzeugung von High Order Modus führen, die Auswirkungen auf Strahlung und Leitfähigkeit hat. HF-Signalleitung, wenn der rechte Winkel, die effektive Linienbreite an der Ecke erhöht sich, Impedanz diskontinuierlich, Signalreflexion verursachen. Zur Minimierung der Unterbrechung, Ecken werden auf zwei Arten behandelt: Eckenschnitt und Eckenrundung. Der Radius des Bogenwinkels sollte groß genug sein.

Route im spitzen und rechten Winkel

Akute Winkelverdrahtung ist in der PCB-Verdrahtung im Allgemeinen verboten. Rechtwinklige Verdrahtung wird in der Regel vermieden Leiterplatte Verkabelung und ist fast zu einem der Standards geworden, um die Qualität der Verkabelung zu messen. Wie viel Einfluss hat dann die rechtwinklige Verdrahtung auf die Signalübertragung?

Im Prinzip wird die Linienbreite der Übertragungsleitung durch den akuten Winkel und den rechten Winkel geändert, was zur Unterbrechung der Impedanz führt.

Eine Änderung der Linienbreite führt zu einer Änderung der Impedanz

Wenn sich die äquivalente Breite der Linie ändert, wird das Signal reflektiert. Wir können sehen:

Wenn wir verdrahten, wenn sich die Leitungsbreite ändert, führt dies zu einer Änderung der Verdrahtungsimpedanz.

Mikrostreifen? Es besteht aus einem Drahtstreifen, der mit der Erdungsebene mit einem Dielektrikum in der Mitte verbunden ist. Wenn die dielektrische Konstante, die Breite der Linie und ihr Abstand von der Erdungsebene steuerbar sind, dann ist ihre charakteristische Impedanz steuerbar, und ihr Grad wird innerhalb von ± 5%.

Warum sollte PCB-Verdrahtung akute und rechte Winkel so weit wie möglich vermeiden

Stripline

Eine Bandlinie ist ein Kupferstreifen in der Mitte des Dielektrikums zwischen zwei leitenden Ebenen. Wenn die Dicke und Breite der Linie, die Dielektrizitätskonstante des Mediums und der Abstand zwischen den Grundebenen der beiden Schichten steuerbar sind, ist die charakteristische Impedanz der Linie steuerbar, und die Genauigkeit liegt innerhalb von 10%.

Warum sollte PCB-Verdrahtung akute und rechte Winkel so weit wie möglich vermeiden

Wenn die Impedanz diskontinuierlich ist, wird sie reflektiert

Akute Winkeldifferenz, rechtwinkliger Winkel, stumpfer Winkel, abgerundeter Winkel, gerade Linie.

Warum sollte PCB-Verdrahtung akute und rechte Winkel so weit wie möglich vermeiden

Wenn der Treiber ein Signal in eine Übertragungsleitung sendet, hängt die Amplitude des Signals von der Spannung, dem internen Widerstand des Puffers und der Impedanz der Übertragungsleitung ab. Die am Treiber sichtbare Ausgangsspannung wird durch die Teilspannung zwischen dem Innenwiderstand und der Leitungsimedanz bestimmt.

Warum sollte PCB-Verdrahtung akute und rechte Winkel so weit wie möglich vermeiden

Reflexionskoeffizient? Unter ihnen 1 rho oder weniger 1 oder weniger

Wenn ρ=0, tritt keine Reflexion auf

Voll positive Reflexion tritt auf, wenn ρ=1(Z 2 =â ا, offener Kreis)

Total negative Reflexion tritt auf, wenn ρ=-1(Z 2=0, Kurzschluss)

Vinitial.1.33 V

Der nachfolgende Reflexionsgrad wird nach der Formel des Reflexionskoeffizienten berechnet

Die Reflektivität der Quelle ist -0.33 basierend auf der Quellimpedanz (25 Ohms) und der Übertragungsleitungsimpedanz (50 Ohms) gemäß der Formel des Reflexionskoeffizienten;

Die Reflektivität der Klemme wird nach der Endimpedanz (Unendlichkeit) und der Übertragungsleitungsimpedanz (50 Ohms) nach der Reflexionskoeffizientenformel von 1 berechnet;

Wir erhalten diese Wellenform, indem wir sie über die ursprüngliche Pulswellenform in Bezug auf Amplitude und Verzögerung jeder Reflexion überlagern, und deshalb verursachen Impedanzanpassungen eine schlechte Signalintegrität.

Die Impedanz muss sich aufgrund von Verbindungen, Gerätestiften, Verdrahtungsbreitenänderungen, Verdrahtungsbiegungen und Durchgangslöchern ändern. Reflexion ist also unvermeidlich.

Gibt es einen anderen Grund außer Reflexion?

Der Einfluss der rechtwinkligen Ausrichtung auf das Signal spiegelt sich hauptsächlich in drei Aspekten wider

Eine ist, dass die Ecke der kapazitiven Last auf der Übertragungsleitung entsprechen kann, wodurch die Anstiegszeit verlangsamt wird;

Zweitens verursacht Impedanzkonstinuität Signalreflexion;

Drittens: EMI erzeugt durch rechtwinklige Winkel.

Viertens gibt es ein anderes Sprichwort: Akuter Winkel verursacht Korrosionsrückstände im Produktionsprozess, der nicht einfach zu verarbeiten ist. Es sollte für die aktuelle PCB-Verarbeitungstechnologie nicht schwierig sein, so dass es nicht als Grund genommen wird.

Wenn die Linienbreite der rechtwinkligen Linie zunimmt, nimmt die Impedanz an diesem Punkt ab, so dass es ein bestimmtes Signalreflexionsphänomen gibt. Wir können die äquivalente Impedanz berechnen, nachdem die Linienbreite steigt gemäß der Impedanzberechnungsformel, die im Abschnitt der Übertragungsleitungen erwähnt wird, und dann den Reflexionskoeffizienten entsprechend der empirischen Formel berechnen: ρ=(Zs-Z0)/(Zs+Z0), im Allgemeinen die Impedanzänderung verursacht durch rechtwinklige Verdrahtung zwischen 7%-20%, so ist der Reflexionskoeffizient etwa 0.1. Darüber hinaus kann aus der Abbildung unten gesehen werden, dass sich die Impedanz der Übertragungsleitung innerhalb der Länge der W/2-Leitungen auf die normale Impedanz ändert und sich dann auf die normale Impedanz nach W/2 erholt. Die Zeit für die Impedanzänderung ist sehr kurz, normalerweise innerhalb von 10ps. Eine solche schnelle und kleine Änderung ist für die allgemeine Signalübertragung fast vernachlässigbar.

Viele Menschen haben ein solches Verständnis von rechtwinkligem Routing und glauben, dass es einfach ist, elektromagnetische Wellen auszustrahlen oder zu empfangen und EMI zu erzeugen, was zu einem der Gründe geworden ist, warum viele Leute denken, rechtwinkliges Routing ist nicht möglich. Viele praktische Testergebnisse zeigen jedoch, dass rechtwinklige Linie nicht viel EMI erzeugt als gerade Linie. Vielleicht beschränkte die aktuelle Geräteleistung, Testniveau den Test, aber zumindest erklärte ein Problem, rechtwinklige Linienstrahlung war geringer als das Messgerät selbst Messfehler.

Warum sollte PCB-Verdrahtung akute und rechte Winkel so weit wie möglich vermeiden

Allgemein, Rechtwinklige Ausrichtung ist nicht so schrecklich, wie es scheinen könnte. Zumindest in Nicht-HF- und Hochgeschwindigkeitsanwendungen, Auswirkungen wie Kapazität, Reflexion, EWI usw.. werden in TDR-Tests fast nicht berücksichtigt. Der Konstruktionsingenieur der Hochgeschwindigkeits-Leiterplatte sollte sich auf Layout konzentrieren, Leistung/Bodengestaltung, Verdrahtungsdesign, Perforation und andere Aspekte. Natürlich, Obwohl die Auswirkungen der rechtwinkligen Ausrichtung nicht sehr gravierend sind, Es bedeutet nicht, dass wir alle in Zukunft rechtwinklig ausrichten können, Liebe zum Detail ist die grundlegende Qualität, die jeder Ingenieur haben muss, and, mit der schnellen Entwicklung der digitalen Schaltung, Die Signalfrequenz der PCB-Ingenieure wird sich weiter verbessern, zu RF-Designfeld über 10GHz. Diese kleinen rechten Winkel können zum Fokus von Hochgeschwindigkeitsproblemen werden.