L'actualité PCB - Pourquoi le câblage PCB devrait éviter les angles aigus et droits autant que possible

S'il s'agit d'une ligne RF, s'il s'agit d'un angle droit au coin, il y a discontinuité, discontinuité qui peut facilement conduire à la création d'un échelon élevé, ce qui a un impact sur le rayonnement et la conductivité. Ligne de Signal RF si l'angle droit, la largeur effective de la ligne augmente à l'angle, l'impédance est discontinue, provoquant la réflexion du signal. Pour minimiser les discontinuités, les coins peuvent être traités de deux manières: les coins coupés et les coins arrondis. Le rayon de l'angle d'arc doit être suffisamment grand.

Routes à angle aigu et à angle droit

Le câblage à angle aigu est généralement interdit dans le câblage PCB. Le câblage à angle droit est généralement évité dans le câblage de carte PCB et est presque devenu l'un des critères de mesure de la qualité du câblage. Alors, quel impact le câblage à angle droit peut - il avoir sur la transmission du signal?

En principe, la largeur de ligne d'une ligne de transmission varie en fonction des angles aigus et droits, ce qui entraîne une discontinuité de l'impédance.

Un changement de largeur de ligne entraîne un changement d'impédance

Lorsque la largeur équivalente de la ligne change, le signal est réfléchi. Nous pouvons voir:

Lorsque nous câblons, si la largeur de ligne change, cela entraîne un changement d'impédance de câblage.

Ligne microruban? Il se compose d'un fil connecté à la couche de terre avec un diélectrique au milieu. Si la constante diélectrique, la largeur de la ligne et sa distance par rapport au plan de masse sont contrôlables, son impédance caractéristique est contrôlable. Son degré sera de ± 5%.

Pourquoi le câblage PCB devrait éviter les angles aigus et droits autant que possible

Stripes

La ligne ruban est une bande de cuivre située au milieu du diélectrique entre deux plans conducteurs. Si l'épaisseur et la largeur de la ligne, la constante diélectrique du milieu et la distance entre les deux couches du plan de masse sont contrôlables, l'impédance caractéristique de la ligne est contrôlable et la précision est de l'ordre de 10%.

Pourquoi le câblage PCB devrait éviter les angles aigus et droits autant que possible

Si l'impédance n'est pas continue, elle réfléchira

Différence d'angle aigu, angle droit, angle obtus, angle arrondi, ligne droite.

Pourquoi le câblage PCB devrait éviter les angles aigus et droits autant que possible

Lorsque le pilote envoie un signal à une ligne de transmission, l'amplitude du signal dépend de la tension, de la résistance interne du tampon et de l'impédance de la ligne de transmission. La tension initiale vue au niveau du conducteur est déterminée par la tension divisée entre la résistance interne et l'impédance de ligne.

Pourquoi le câblage PCB devrait éviter les angles aigus et droits autant que possible

Coefficient de réflexion? Où 1 Rho ou moins 1 ou moins

Lorsque Í = 0, aucune réflexion ne se produit

Réflexion positive totale se produit lorsque Í = 1 (Z2 = â, circuit ouvert)

Réflexion négative totale se produit lorsque Í = - 1 (Z2 = 0, court - circuit)

Tension initiale = 1,33 V

Calcul de la réflectivité ultérieure selon la formule du coefficient de réflexion

Selon la formule du coefficient de réflexion, la réflectivité de la source est de - 0,33 sur la base de l'impédance de la source (25 ohms) et de l'impédance de la ligne de transmission (50 ohms);

Calcul de la réflectivité du terminal à partir de l'impédance du terminal (infini) et de l'impédance de la ligne de transmission (50 ohms) selon la formule 1 du coefficient de réflexion;

En fonction de l'amplitude et du retard de chaque réflexion, nous obtenons cette forme d'onde en la superposant au Sommet de la forme d'onde impulsionnelle d'origine, c'est pourquoi la désadaptation d'impédance entraîne une mauvaise intégrité du signal.

L'impédance doit changer en raison de la présence de connexions, de broches d'équipement, de changements de largeur de câblage, de courbures de câblage et de vias. La réflexion est donc inévitable.

Y a - t - il d’autres raisons que la réflexion?

L'effet de l'alignement à angle droit sur le signal se manifeste principalement dans trois aspects

L'un est que l'angle de braquage peut être équivalent à une charge Capacitive sur la ligne de transmission, ralentissant le temps de montée;

Deuxièmement, la discontinuité d'impédance provoque une réflexion du signal;

Troisièmement, les perturbations électromagnétiques générées à angle droit.

Quatrièmement, il y a une autre déclaration: les angles aigus provoquent des résidus de corrosion pendant la production et ne sont pas faciles à traiter. Cela ne devrait pas être difficile avec la technologie actuelle de traitement des PCB et ne sert donc pas de justification.

Au fur et à mesure que la largeur de la droite augmente, l'impédance de ce point diminue et un certain phénomène de réflexion du signal se produit. On peut calculer l'impédance équivalente après augmentation de largeur de ligne à partir de la formule de calcul d'impédance mentionnée dans la Section de ligne de transmission, puis calculer le coefficient de réflexion à partir de la formule empirique: Í = (ZS - Z0) / (ZS + Z0), typiquement la variation d'impédance induite par Le câblage à angle droit est comprise entre 7% et 20%, donc le coefficient de réflexion est d'environ 0,1. De plus, comme on peut le voir sur la figure ci - dessous, l'impédance de la ligne de transmission passe à une impédance normale sur la longueur de la Ligne W / 2, puis revient à une impédance normale après W / 2. Le temps de variation d'impédance est très court, typiquement de l'ordre de 10 ps. Cette variation rapide et faible est presque négligeable pour la transmission générale du signal.

Beaucoup de gens ont eu cette compréhension du routage à angle droit, pensant qu'il émettait ou recevait facilement des ondes électromagnétiques et produisait des EMI, ce qui est également devenu l'une des raisons pour lesquelles beaucoup pensaient que le routage à angle droit était impossible. Cependant, de nombreux résultats de tests réels montrent que les lignes à angle droit ne produisent pas beaucoup d'EMI que les lignes droites. Peut - être que la performance actuelle de l'instrument, le niveau d'essai limite l'essai, mais illustre au moins un problème, le rayonnement rectangle a toujours été inférieur à l'erreur de mesure de l'instrument lui - même.

Pourquoi le câblage PCB devrait éviter les angles aigus et droits autant que possible

En général, l'alignement à angle droit n'est pas aussi effrayant qu'il n'y paraît. Au moins dans les applications non RF et à grande vitesse, tout effet tel que la capacité, la réflexion, l'EMI, etc. ne se reflète guère dans les tests TDR. Les ingénieurs de conception de circuits imprimés à grande vitesse devraient se concentrer sur la mise en page, la conception de l'alimentation / mise à la terre, la conception du câblage, la perforation, etc. Bien sûr, bien que l'impact de l'alignement à angle droit ne soit pas très grave, cela ne signifie pas que nous pouvons tous aller à l'alignement à angle droit à l'avenir, l'attention aux détails est une qualité de base que chaque ingénieur doit avoir, et, avec le développement rapide des circuits numériques, la fréquence du signal de l'Ingénieur PCB continuera d'augmenter pour atteindre le domaine de la conception RF au - dessus de 10 GHz. Ces petits angles droits peuvent devenir le point focal des problèmes de vitesse élevée.