PCB新聞 - 直角佈線對訊號傳輸的影響

直角佈線通常是PCB佈線中需要儘量避免的情况，幾乎已成為衡量佈線質量的標準之一。 那麼，直角佈線對訊號傳輸有多大影響？ 原則上，直角佈線會改變傳輸線的線寬，導致阻抗不連續。 事實上，不僅直角佈線，拐角和銳角佈線也可能導致阻抗變化。

直角佈線對訊號的影響主要體現在3個方面：

一是轉角可以等效於輸電線路上的電容性負載，這會减慢上升時間；

第二不連續阻抗將導致訊號 反射;

第3個是 電磁干擾  由直角尖端生成。

傳輸線直角引起的寄生電容可通過以下經驗公式計算：

C=61W（Er）1/2/2*C*Z0

在上述公式中, C為轉角等效電容（組織：pF），W為跡線寬度（組織：英寸），εr 表示介質的介電常數,  Z0 是傳輸線的特性阻抗. 例如,  對於4Mils 50 ohm傳輸線（εr為4.3）， 直角帶來的電容約為 0.0101pF， 和  然後可以估計由此引起的上升時間變化：        T10-90%=2.2*C*Z0/2 = 2.2*0.0101*50/2 = 0.556ps
通過計算可以看出，直角軌跡帶來的電容效應非常小。

隨著直角軌跡的線寬新增, 那裡的阻抗會降低, 囙此會出現某種訊號反射現象. 我們可以根據傳輸線一章中提到的阻抗計算公式計算線寬新增後的等效阻抗, 然後根據經驗公式計算反射係數：

      ρ=(Zs-Z0)/(Zs+Z0)
      Generally, 直角佈線引起的阻抗變化在7%-20%之間, 所以最大反射係數約為0.1. 此外, 從下圖可以看出, 傳輸線的阻抗在W的長度內變化到最小值/2線, 然後在W時間後恢復到正常阻抗/2. 整個阻抗變化時間非常短, 通常在10ps以內. 在…內, 對於一般訊號傳輸來說，這種快速和微小的變化幾乎可以忽略不計.

        許多人對直角佈線有這樣的理解. 他們認為尖端容易發射或接收電磁波並產生電磁干擾. 這已經成為許多人認為直角佈線無法佈線的原因之一. 然而, 許多實際測試結果表明，直角軌跡不會比直線產生更明顯的電磁干擾. 可能當前的儀器效能和測試水准限制了測試的準確性, 但至少它說明了一個問題. 直角佈線的輻射已經小於儀器本身的測量誤差.

       一般來說, 直角佈線沒有想像的那麼可怕. 至少在GHz以下的應用中, 電容等任何影響, reflection, EMI, 等. 幾乎沒有反映在TDR測試中. 高速PCB設計 工程師仍應關注佈局, 權力/地面設計, 和佈線設計. 通孔和其他方面. 當然, 雖然直角佈線的影響不是很嚴重, 這並不意味著我們將來都可以使用直角佈線. 注重細節是每一個優秀工程師必須具備的基本素質. 此外, 隨著數位電路的快速發展, 工程師處理的訊號頻率將繼續新增. 在10GHz以上射頻設計領域, 這些小直角可能成為高速問題的焦點.

以上介紹了直角佈線對訊號傳輸的影響. Ipcb也提供給 PCB製造商 and PCB製造 科技.