PCB-Neuigkeiten - Der Einfluss der rechtwinkligen Verdrahtung auf die Signalübertragung

Rechtwinklige Verdrahtung ist im Allgemeinen eine Situation, die bei der Leiterplattenverdrahtung so weit wie möglich vermieden werden muss, und sie ist fast zu einem der Stundards für die Messung der Qualität der Verdrahtung geworden. Welchen Einfluss hat also die rechtwinklige Verdrahtung auf die Signalübertragung? Grundsätzlich ändert das rechtwinklige Routing die Leitungsbreite der Übertragungsleitung, was zu einer Unterbrechung der Impedanz führt. Tatsächlich können nicht nur rechtwinklige Fräsungen, sondern auch Ecken und Akutwinkel-Fräsungen Impedanzänderungen verursachen.

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The influence of right-angle routing on the signal is mainly reflected in three aspects:
One is that the corner can be equivalent to a capacitive load on the transmission line, which slows down the rise time;
Second, discontinuous impedance will cause signal Reflexion;
The third is the EWI generated by the right-angle tip.

Die parasitäre Kapazität, die durch den rechten Winkel der Übertragungsleitung verursacht wird, kann anhand der folgenden empirischen Formel berechnet werden:

C=61W(Er)1/2/2*C*Z0

In der obigen Formel, C refers to the equivalent capacitance of the corner (unit: pF), W refers to the width of the trace (unit: inch), εr bezieht sich auf die dielektrische Konstante des Mediums, und Z0 ist die charakteristische Impedanz der Übertragungsleitung. Zum Beispiel, for a 4Mils 50 ohm transmission line (εr is 4.3), die Kapazität, die durch einen rechten Winkel gebracht wird, beträgt etwa 0.0101pF, and then the rise time change caused by this can be estimated:
T10-90%=2.2*C*Z0/2 = 2.2*0.0101*50/2 = 0.556ps
It can be seen through calculation that the capacitance effect brought by the right-angle trace is extremely small.

Mit zunehmender Linienbreite der rechtwinkligen Spur, die Impedanz dort sinkt, so wird ein bestimmtes Signalreflexionsphänomen auftreten. Wir können die äquivalente Impedanz nach Zunahme der Leitungsbreite nach der Impedanzberechnungsformel berechnen, die im Kapitel Übertragungsleitung erwähnt wird, and then Calculate the reflection coefficient according to the empirical formula:
ρ=(Zs-Z0)/(Zs+Z0)
Generally, Die Impedanzänderung durch rechtwinklige Verdrahtung liegt zwischen 7%-20%, so ist der maximale Reflexionskoeffizient etwa 0.1. Darüber hinaus, wie aus der Abbildung unten ersichtlich ist, die Impedanz der Übertragungsleitung ändert sich auf das Minimum innerhalb der Länge des W/2-Zeile, und kehrt dann nach der Zeit von W auf die normale Impedanz zurück/2. Die gesamte Impedanzänderungszeit ist extrem kurz, oft innerhalb von 10ps. Innen, Solche schnellen und kleinen Änderungen sind für die allgemeine Signalübertragung fast vernachlässigbar.

Viele Menschen haben dieses Verständnis von rechtwinkliger Verkabelung. Sie denken, dass die Spitze einfach ist, elektromagnetische Wellen zu senden oder zu empfangen und EMI zu erzeugen. Dies ist einer der Gründe geworden, warum viele Menschen denken, dass rechtwinklige Verkabelungen nicht verlegt werden können. Allerdings, Viele tatsächliche Testergebnisse zeigen, dass rechtwinklige Leiterbahnen nicht offensichtlichere EMI erzeugen als gerade Linien. Möglicherweise schränken die aktuelle Geräteleistung und das Prüfniveau die Genauigkeit des Tests ein, aber zumindest verdeutlicht es ein Problem. Die Strahlung der rechtwinkligen Verkabelung ist bereits kleiner als der Messfehler des Gerätes selbst.

Allgemein, die rechtwinklige Führung ist nicht so schrecklich wie gedacht. Zumindest bei Anwendungen unter GHz, Auswirkungen wie Kapazität, reflection, EMI, etc. sich kaum in TDR-Tests widerspiegeln. High-Speed PCB Design Ingenieure sollten sich weiterhin auf Layout konzentrieren, Leistung/Bodengestaltung, und Verdrahtungsdesign. Über Löcher und andere Aspekte. Natürlich, obwohl die Auswirkungen der rechtwinkligen Verkabelung nicht sehr ernst ist, Es bedeutet nicht, dass wir alle in Zukunft rechtwinklige Verkabelung verwenden können. Liebe zum Detail ist die Grundqualität, die jeder gute Ingenieur haben muss. Darüber hinaus, mit der rasanten Entwicklung digitaler Schaltungen, PCB Die Frequenz des von Ingenieuren verarbeiteten Signals wird weiter zunehmen. Im Bereich der HF-Konstruktion über 10GHz, Diese kleinen rechten Winkel können zum Fokus von Hochgeschwindigkeitsproblemen werden.

Das obige ist eine Einführung in den Einfluss der rechtwinkligen Verdrahtung auf die Signalübertragung. Ipcb wird auch für Leiterplattenhersteller and Leiterplattenherstellung Technologie.