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PCB 总线布线中的直角或 45 度角?

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forgot|  楼主 | 2023-4-20 08:53 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
大多数设计师会说,由于在拐角处产生的 EMI,您永远不应在 PCB 布局中使用直角转弯,这也会出现在总线中。一旦总线被分成单独的走线,从逻辑上讲,强串扰会出现在直角拐角附近的走线中。也有人说,直角弯曲会导致信号反射回源。

在数学上,由于折射率对比,走线和自由空间之间存在阻抗不匹配。每当阻抗不匹配时,就有可能发生反射和共振;在波传播的任何结构中都是这种情况。然而,谐振是否可以支持为驻波,这会产生强烈的 EMI和串扰,取决于与行进信号频率(数字或模拟)相比的结构尺寸。

一些设计师建议不要使用直角弯曲的实际原因是它们的可制造性。角落会在 PCB 中形成酸阱,其中蚀刻剂溶液的表面张力将蚀刻剂限制在角落处。这在狭窄的角落中更像是一个问题,其中轨迹以锐角分叉。当蚀刻剂陷入酸阱时,会导致过度蚀刻,从而增加迹线的表面粗糙度。今天,这是一个主要出现在低质量海外制造商身上的问题。

极高频模拟信号或具有非常快上升时间的数字信号(我们在这里讨论的是低于 20 ps!)可以在拐角附近产生强制共振,但前提是直角结构的几何形状足够小。与信号相关的半波长(对数字信号使用拐点频率)通常可以用作检查给定结构中是否会出现强制共振的基准。在直角转弯的情况下,应使用四分之一波长,因为您具有开放结构。

对于具有 20 ps 上升时间(17.5 GHz 拐点频率)的数字信号,假设有效介电常数为 4 ,半波长为 4.2 毫米。即使我们考虑 0.5 毫米(20 密耳)的宽大走线宽度以保持 50标准厚度 FR4上的欧姆阻抗,几何形状仍然太小,无法支持如此高的频率谐振,这意味着任何谐振在从迹线辐射 EMI 时都会迅速衰减。出于实际目的,您可以有效地忽略 PCB 总线布线中直角弯曲的问题,因为在大多数情况下,任何辐射 EMI 都很弱。对于非常高频的模拟信号,由于这些迹线的宽度往往更宽,因此产生共振的可能性更大

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