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PCB设计高速信号layout能以90°走线吗?

发布时间 :2022-09-13 17:14 阅读 : 来源 :技术文章责任编辑 :深圳宏力捷PCB设计部
在设计PCB布局和布线时,将提到高速信号迹线的转角。他们会说,高速信号不应该以直角跟踪,而是应该以45度角跟踪,并且可以说弧将大于45度。转角更好。
 
是这样吗?如何设置PCB迹线角度,最好是45度还是圆???90度直角接线可以吗?
PCB设计高速信号layout能以90°走线吗?
 
PCB布局是否可以90度布线?
高频和高速信号传输线应避免以90°角布线,这在各种PCB设计指南中都是强烈要求的,因为高频和高速的信号传输线需要保持特性阻抗一致,并且在传输线的角部使用90°角路由,将改变线宽。90°角处的线宽约为正常线宽的1.414倍。因为线宽变化,会引起信号反射。同时,拐角处的额外寄生电容也将导致耗时的信号传输。延迟影响。
 
当然,当信号沿均匀互连传播时,传输的信号将没有反射和失真。如果均匀互连上有90°角,则会导致角处pcb传输线的宽度发生变化。根据相关电磁理论计算表明,这肯定会带来信号的反射效应。
 
理论上是这样,但理论毕竟是理论。90°转角对高速信号传输线的影响在实践中是否重要?
 
90°转角将对高速信号传输线产生负面影响,这在理论上是肯定的,但这种影响是致命的吗?90°角对高速数字信号和高频微波信号传输线有相同的影响吗?
 
对于高速数字信号,90°转角将对高速信号传输线产生一定影响。对于我们当前的高密度和高速pcb,一般迹线宽度为4-5mil,90°角的电容约为10fF。据估计,由该电容器引起的累积延迟约为0.25ps,因此具有5mil线宽的导线上的90°角不会对当前高速数字信号(100 psec上升沿时间)产生很大影响。
 
对于高频信号传输线,为了避免集肤效应造成的信号损坏,通常使用更宽的信号传输线如50Ω阻抗和100mil线宽。90°角处的线宽约为141mil,由寄生电容引起的信号延迟约为25ps。此时,90°角将产生非常严重的影响。
 
同时,微波传输线总是希望尽量减少信号的损失。90°角处的阻抗不连续性和外部的寄生电容将导致高频信号的相位和振幅误差、输入和输出之间的失配,以及可能存在的寄生耦合,从而导致电路性能恶化,影响PCB电路信号的传输特性。
 
关于90°信号布线,我们的观点是尽可能避免90°布线。它不是说90度角对高速数字信号的影响可以忽略吗?
 
当然,单个90°角对高速数字传输线信号质量的影响,相对于导线高度和参考平面的偏差、导线本身蚀刻过程中线宽和线间距均匀性的偏差,以及片材介电常数对频率信号变化的影响,即使通过寄生效应,也远比90°角更成问题。
 
然而,今天的高速数字电路传输线总是必须缠绕在相同的长度上。当超过十个或二十个角重叠时,由这些90°角的累积效应引起的信号上升延迟将变得不可忽略。高速信号始终沿阻抗路径传输,90°角长度相等,最终实际信号传输路径将略短于原始路径。
 
现在高速数字信号传输速率越来越高,当前的HDMI2.0标准,传输带宽已经达到18Gbps,90°角布线将不再满足要求,现在是21世纪,现在45°的EDA软件已经得到了很好的支持,即使是那些使用它的人。
 
同时,在90°角处布线电缆在工程美学方面不符合人们的美学。因此,对于当前布局,无论您使用的是高频/高速信号线,除非有特殊要求,否则应尽量避免90°角布线。
 
对于高电流迹线,有时我们用覆铜板代替迹线。在铜包层的拐角处,我们还需要用两个45°角替换90°角,这不仅美观,而且没有EMI。这是一个隐患。
 
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