软件|PCB走线角度为90度到底行不行?( 三 )




而对于高频信号传输线来说 , 为了避免集肤效应(Skin effect)造成的信号损坏 , 通常会采用宽一点的信号传输线 , 例如50Ω阻抗 , 100mil线宽 , 这90°拐角处的线宽约为141mil , 寄生电容造成的信号延时大约为25ps , 此时 , 90°拐角将会造成非常严重的影响 。


同时 , 微波传输线总是希望能尽量降低信号的损耗 , 90°拐角处的阻抗不连续和而外的寄生电容会引起高频信号的相位和振幅误差、输入与输出的失配以及可能存在的寄生耦合进而导致电路性能的恶化影响 PCB 电路信号的传输特性 。


关于90°信号走线 , 老wu自己的观点是 , 尽量避免以90°走线 , 纳尼?前面不是说90°拐角对高速数字信号的影响可以忽略吗?


当然 , 前面写的那些是为了凑字数的 , O(∩_∩)O~ , 单个90°拐角对高速数字传输线所带来的信号质量影响 , 相对于导线与参考平面高度的偏差 , 导线自身蚀刻过程中线宽线距均匀性的变化偏差 , 板材介电常数对频率信号的变化 , 甚至过孔寄生参数所带来的影响都要比90°拐角所带来的问题大得多 。


但是如今的高速数字电路传输线总避免不了要绕等长的 , 十几二十个拐角叠加起来 , 这90°拐角所累计叠加起来的影响造成的信号上升延时将变得不可忽略 。 高速信号总是沿着阻抗的路径传输 , 以90°拐角绕等长 , 终的实际信号传输路径会比原来的要略短一些 。


而且现在的高速数字信号传输速率正在变得越来越高 , 目前的HDMI2.0标准 , 传输带宽速率已经达到了18Gbps , 90°拐角走线将不再符合要求 , 而且现在都21世纪了 , 现在的EDA软件即便是那些使用的 , 对45°走线都已经支持的很好了 。


同时 , 以90°拐角走线 , 以工程美学来说 , 也不太符合人们的审美观 。 所以 , 对于现在的layout来说 , 不论你是不是走的高频/高速信号线 , 我们都要尽量避免以90°拐角进行走线 , 除非有特殊的要求 。


对于大电流走线 , 有时我们会以铺铜铜皮替换走线的方式布线 , 在铺铜的拐角处 , 也需要以两个45°拐角替换90°拐角 , 这样不仅美观 , 而且不会存在EMI隐患 。
3以45°走线
除了射频信号和其他有特殊要求的信号 , 我们PCB上的走线应该优选以45°走线 。 要注意一点的是 , 45°角走线绕等长时 , 拐角处的走线长度要至少为1.5倍线宽 , 绕等长的线与线之间的间距要至少4倍线宽的距离 。


由于高速信号线总是沿着阻抗的路径传输 , 如果绕等长的线间距太近 , 由于线间的寄生电容 , 高速信号走了捷径 , 就会出现等长不准的情况 。 现代的EDA软件的绕线规则都可以很方便的设置相关的绕线规则 。

3以 arc 弧形走线
如果不是技术规范明确要求要以弧形走线 , 或者是rf微波传输线 , 个人觉得 , 没有必要去走弧形线 , 因为高速高密度pcb的layout , 大量的弧形线后期修线非常麻烦 , 而且大量的弧形走线也比较费空间 。


对于类似USB3.1或HDMI2.0这样的高速差分信号 , 个人认为还是可以走下圆弧线装下bi的 , O(∩_∩)O~

当然 , 对于RF微波信号传输线 , 还是优先走圆弧线 , 甚至是要走“采用 45° 外斜切”线走线 。
4以任意角度走线
随着4G/5G无线通讯技术的发展和电子产品的不断升级换代 , 目前PCB数据接口传输速率已高达10Gbps或25Gbps以上 , 且信号传输速率还在不断的朝着高速化方向发展 。 随着信号传输的高速化、高频化发展 , 对PCB阻抗控制和信号完整性提出了更高的要求 。