Notizie PCB - Perché il cablaggio PCB dovrebbe evitare angoli acuti e retti per quanto possibile

Se è la linea rf, se è un angolo retto all'angolo, ci sarà discontinuità e la discontinuità porterà facilmente alla generazione di modalità ad alto ordine, che ha un impatto sulla radiazione e sulla conducibilità. Linea del segnale RF se l'angolo giusto, la larghezza effettiva della linea all'angolo aumenterà, impedenza discontinua, causando la riflessione del segnale. Per ridurre al minimo la discontinuità, gli angoli sono trattati in due modi: taglio angolare e arrotondamento angolare. Il raggio dell'angolo dell'arco dovrebbe essere abbastanza grande.

Percorso ad angolo acuto e retto

Il cablaggio ad angolo acuto è generalmente vietato nel cablaggio PCB. Il cablaggio ad angolo retto è generalmente evitato nel cablaggio della scheda PCB ed è quasi diventato uno degli standard per misurare la qualità del cablaggio. Allora quanto impatto avrà il cablaggio ad angolo retto sulla trasmissione del segnale?

In linea di principio, la larghezza della linea della trasmissione sarà cambiata dall'angolo acuto e dall'angolo retto, con conseguente discontinuità di impedenza.

Un cambiamento nella larghezza della linea comporta un cambiamento nell'impedenza

Quando cambia la larghezza equivalente della linea, il segnale viene riflesso. Possiamo vedere:

Quando stiamo cablando, se la larghezza della linea cambia, porterà a un cambiamento nell'impedenza del cablaggio.

Linee microstrip? È costituito da una striscia di filo collegata al piano di terra con un dielettrico nel mezzo. Se la costante dielettrica, la larghezza della linea e la sua distanza dal piano di terra sono controllabili, allora la sua impedenza caratteristica è controllabile e il suo grado sarà entro ± 5%.

Perché il cablaggio PCB dovrebbe evitare angoli acuti e retti per quanto possibile

Striscia

Una linea di nastro è una striscia di rame al centro del dielettrico tra due piani conduttori. Se lo spessore e la larghezza della linea, la costante dielettrica del mezzo e la distanza tra i piani di terra dei due strati sono controllabili, l'impedenza caratteristica della linea è controllabile e l'accuratezza è entro il 10%.

Perché il cablaggio PCB dovrebbe evitare angoli acuti e retti per quanto possibile

Se l'impedenza è discontinua, rifletterà

Differenza di angolo acuto, angolo retto, angolo ottuso, angolo arrotondato, linea retta.

Perché il cablaggio PCB dovrebbe evitare angoli acuti e retti per quanto possibile

Quando il driver invia un segnale in una linea di trasmissione, l'ampiezza del segnale dipende dalla tensione, dalla resistenza interna del buffer e dall'impedenza della linea di trasmissione. La tensione iniziale vista al driver è determinata dalla tensione parziale tra la resistenza interna e l'impedenza della linea.

Perché il cablaggio PCB dovrebbe evitare angoli acuti e retti per quanto possibile

Coefficiente di riflessione? Tra loro 1 rho o meno 1 o meno

Quando ρ=0, non si verifica alcuna riflessione

La riflessione positiva completa si verifica quando ρ=1(Z 2 =â Ֆž, circuito aperto)

La riflessione negativa totale si verifica quando ρ=-1(Z 2 =0, cortocircuito)

Vinitale = 1,33 V

La riflettanza successiva è calcolata secondo la formula del coefficiente di riflessione

La riflettività della sorgente è -0,33 basata sull'impedenza della sorgente (25 ohm) e sull'impedenza della linea di trasmissione (50 ohm) secondo la formula del coefficiente di riflessione;

La riflettività del terminale è calcolata in base all'impedenza terminale (infinito) e all'impedenza della linea di trasmissione (50 ohm) secondo la formula del coefficiente di riflessione di 1;

Otteniamo questa forma d'onda sovrapponendola sulla forma d'onda originale dell'impulso in termini di ampiezza e ritardo di ogni riflessione, ed è per questo che i disallineamenti di impedenza causano scarsa integrità del segnale.

L'impedenza dovrà cambiare a causa della presenza di connessioni, perni del dispositivo, cambi di larghezza del cablaggio, curve di cablaggio e fori passanti. Quindi la riflessione è inevitabile.

C'e' altro motivo oltre alla riflessione?

L'influenza dell'allineamento dell'angolo retto sul segnale si riflette principalmente in tre aspetti

Uno è che l'angolo può essere equivalente al carico capacitivo sulla linea di trasmissione, rallentando il tempo di salita;

In secondo luogo, la discontinuità di impedenza causerà la riflessione del segnale;

Terzo, EMI generato da angoli retti.

Quarto, c'è un altro detto: angolo acuto causerà residui di corrosione nel processo di produzione, che non è facile da elaborare. Non dovrebbe essere difficile per l'attuale tecnologia di elaborazione PCB, quindi non è preso come motivo.

Man mano che la larghezza della linea di angolo retto aumenta, l'impedenza a questo punto diminuirà, quindi ci sarà un certo fenomeno di riflessione del segnale. Possiamo calcolare l'impedenza equivalente dopo che la larghezza della linea aumenta secondo la formula di calcolo dell'impedenza menzionata nella sezione delle linee di trasmissione, e quindi calcolare il coefficiente di riflessione secondo la formula empirica: ρ=(Zs-Z0)/(Zs+Z0), generalmente il cambiamento di impedenza causato dal cablaggio ad angolo retto tra il 7% -20%, quindi il coefficiente di riflessione è di circa 0,1. Inoltre, si può vedere dalla figura sottostante che l'impedenza della linea di trasmissione cambia all'impedenza normale entro la lunghezza delle linee W/2, per poi recuperare all'impedenza normale dopo W/2. Il tempo per il cambiamento di impedenza è molto breve, di solito entro 10ps. Un cambiamento così veloce e piccolo è quasi trascurabile per la trasmissione generale del segnale.

Molte persone hanno una tale comprensione del routing ad angolo retto, credendo che sia facile emettere o ricevere onde elettromagnetiche e generare EMI, che è diventato uno dei motivi per cui molte persone pensano che il routing ad angolo retto non sia possibile. Tuttavia, molti risultati pratici mostrano che la linea ad angolo retto non produce molto EMI rispetto alla linea retta. Forse le prestazioni attuali dello strumento, il livello di prova ha limitato la prova, ma almeno ha spiegato un problema, la radiazione della linea di angolo retto è stata inferiore all'errore di misurazione dello strumento stesso.

Perché il cablaggio PCB dovrebbe evitare angoli acuti e retti per quanto possibile

In generale, l'allineamento dell'angolo retto non è così terribile come potrebbe sembrare. Almeno nelle applicazioni non RF e ad alta velocità, qualsiasi effetto come capacità, riflessione, EMI ecc. non si riflette quasi nei test TDR. L'ingegnere di progettazione di PCB ad alta velocità dovrebbe concentrarsi sul layout, la progettazione di potenza / terra, la progettazione di cavi, la perforazione e altri aspetti. Naturalmente, anche se l'impatto dell'allineamento ad angolo retto non è molto grave, non significa che possiamo tutti camminare l'allineamento ad angolo retto in futuro, l'attenzione ai dettagli è la qualità di base che ogni ingegnere deve avere e, con il rapido sviluppo del circuito digitale, la frequenza del segnale degli ingegneri PCB continuerà a migliorare, al campo di progettazione RF superiore a 10GHz. Questi piccoli angoli retti possono diventare il fulcro di problemi ad alta velocità.