Technologie PCB - Pourquoi le câblage des circuits imprimés ne doit pas avoir d'angles aigus et droits

Fréquence radio, high-speed printed circuit boards digital circuit: Prohibit acute angles, Essayez d'éviter les angles droits.
If it is a radio frequency line, Si l'angle est droit, there will be discontinuities, Les discontinuités conduisent facilement à des modes d'ordre supérieur, which will affect the radiation and conduction performance. Si la ligne de Signal RF fonctionne à angle droit, the effective line width at the corner will increase, L'impédance sera discontinue, causing signal Réflexe. Pour réduire les discontinuités, to deal with the corners, Il existe deux méthodes: Chanfrein et arrondi. The radius of the arc angle should be large enough, En général, to ensure: R>3W.

Acute and right-angle routing
Acute-angle wiring is forbidden in general wiring. Right-angle wiring is generally a situation that needs to be avoided as much as possible in wiring. Il est presque devenu l'un des critères de mesure de la qualité du câblage. So how much influence will the right-angle wiring have on signal transmission? En principe, the sharp and right-angled wiring will change the line width of the transmission line and cause discontinuity in impedance. Un changement de largeur de ligne provoque un changement d'impédance, and when the equivalent width of the trace changes, Il provoque une réflexion du signal. We can see that when we are routing, Si le poids de ligne change, L'impédance de la piste change.
Microstrip line, Il se compose d'un conducteur de bande et d'une couche de terre, with a dielectric in the middle. Si la constante diélectrique du diélectrique, the width of the line, La distance par rapport au plan du sol est contrôlable, then its characteristic impedance is also controllable, Son diplôme sera inférieur à ± 5%.
A stripline is a copper tape placed in the middle of a dielectric between two conductive planes. Si l'épaisseur et la largeur de la ligne, Constante diélectrique du milieu, and the distance between the two ground planes are controllable, L'impédance caractéristique de la ligne est également contrôlable, and the accuracy is within 10%. La discontinuité de l'impédance reflétera la différence d'angle aigu, right angles second, Encore un angle obtus., rounded corners again, Ligne droite. When the driver sends a signal into the transmission line, L'amplitude du signal dépend de la tension, the internal resistance of the buffer and the impedance of the transmission line. La tension initiale à l'extrémité d'entraînement est déterminée par la répartition de la tension entre la résistance interne et l'impédance de la ligne..

Coefficient de réflexion, where -1≤ρ≤1
No reflection occurs when ρ=0
When ρ=1 (Z 2 =∞, open circuit), total regular reflection occurs
When ρ=-1 (Z 2 =0, short circuit), total negative reflection occurs
The initial voltage is the source voltage Vs (2V) divided by Zs (25 ohms) and the transmission line impedance (50 ohms). Réflectivité ultérieure du vinitial = 1.33v calculé à partir de la formule du coefficient de réflexion. The reflectivity of the source end is calculated according to the source end impedance (25 ohms) and the transmission line impedance (50 ohms) according to the reflection coefficient formula. C'est - 0..33; the reflectivity of the terminal is According to the terminal impedance (infinity) and the transmission line impedance (50 ohms), Calculé comme 1 selon la formule du coefficient de réflexion; Nous avons superposé la forme d'onde d'impulsion initiale en fonction de l'amplitude et du retard de chaque réflexion pour obtenir cette forme d'onde, which is why , L'inadéquation de l'impédance est la cause de la mauvaise intégrité du signal. En raison de l'existence d'un lien, Broche de périphérique, trace width changes, Flexion des traces, and vias, L'impédance doit être modifiée. So reflection is inevitable.

Y a - t - il d'autres raisons que la réflexion?? The influence of right-angle routing on the signal is mainly reflected in three aspects.
1. The corner can be equivalent to the capacitive load on the transmission line, which slows down the rise time;
2. Discontinuous impedance will cause signal reflection;
3. Il est produit à angle droit EMI.
4. Un autre argument est que les angles aigus peuvent causer des résidus de corrosion dans le processus de production, which is not easy to process. Cela ne devrait pas être difficile pour la technologie de traitement actuelle et ne devrait pas être utilisé comme justification. The parasitic capacitance caused by the right angle of the transmission line can be calculated by the following empirical formula: C=61W(Er)1/2/Z0 In the above formula, C refers to the equivalent capacitance of the corner (unit: pF), and W refers to walking The width of the line (unit: inch), Îr est la constante diélectrique du milieu, Z0 est l'impédance caractéristique de la ligne de transmission. For example, for a 4Mils 50 ohm transmission line (εr is 4.3), La capacité apportée par l'angle droit est d'environ 0.0101pF, La variation du temps de montée qui en résulte peut être estimée comme suit: T10 - 90% = 2.2* C*Z0/2 = 2.2*0.0101*50/2 = 0.556ps. It can be seen by calculation that the capacitance effect brought by the right-angle trace is extremely small. Avec l'augmentation de la largeur de ligne de la piste à angle droit, Où l'impédance diminue, so a certain signal reflection phenomenon will occur. Nous pouvons calculer l'impédance équivalente après l'augmentation de la largeur de ligne selon la formule de calcul de l'impédance mentionnée dans le chapitre sur les lignes de transmission., and then Calculate the reflection coefficient according to the empirical formula: ρ=(Zs-Z0)/(Zs+Z0). En gros, the impedance change caused by right-angle wiring is between 7%-20%, Donc le coefficient de réflexion est d'environ 0.1. Et, as can be seen from the figure below, L'impédance de la ligne de transmission change sur une longue période/2, Puis revenir à l'impédance normale après W/2. La variation totale de l'impédance est très courte, Généralement à moins de 10 pièces. Such fast and small changes are almost negligible for general signal transmission. Beaucoup de gens ont cette compréhension du câblage à angle droit, and think that it is easy to transmit or receive electromagnetic waves and generate EMI. C'est l'une des raisons pour lesquelles beaucoup de gens pensent que le câblage à angle droit n'est pas possible.. However, De nombreux résultats d'essais pratiques montrent que les trajectoires rectangulaires ne produisent pas d'interférence électromagnétique plus évidente que les lignes droites.. Perhaps the current instrument performance and the test level restrict the testability, Mais au moins, ça montre un problème.. Le rayonnement du câblage à angle droit a été inférieur à l'erreur de mesure de l'instrument lui - même.. In general, Le câblage à angle droit n'est pas aussi mauvais que prévu. Au moins pour les circuits non RF et à grande vitesse, any effects such as capacitance, reflection, EMI, Attendez.. produced by it are hardly reflected in the TDR test. Les ingénieurs en conception de circuits imprimés à grande vitesse doivent encore se concentrer sur la disposition , Power/Conception au sol, wiring design, Trous de travers et autres. Of course, Bien que l'impact du câblage à angle droit ne soit pas très grave, it does not mean that we can use right-angle wiring in the future. L'attention aux détails est la qualité de base que chaque ingénieur doit posséder. Moreover, Avec le développement rapide des circuits numériques, La fréquence à laquelle les ingénieurs des BPC traitent les signaux continuera également d'augmenter.. In the field of RF design above 10GHz, these small right angles may become the focus of high-speed printed circuit boards problems