PCB板走线的直角弯曲在数字设计中表现非常出色

在大多数数字设计中，直角弯曲比上升边缘小。例如，FR-4中8密耳宽，50W微带迹线中通过直角弯曲的延迟大约为1微秒。这不到100 psec上升时间的1％。对于这种微小物理尺度的任何物体，集总元件模型应该足够了。多年前，TC Edwards为微波行业提供了用于直角弯曲的良好集总元件模型（参考文献1）。这些模型表明直角弯曲有两个主要影响：轻微的延迟加上一些过剩的集总电容。您可能会想到，当信号穿过直角时，轨迹似乎在拐角处变宽。这个简单的想法解释了为什么你会看到角落附近的电容过大（阻抗较低）。

对于FR-4中的8密耳宽，50W微带传输线，多余的集总电容可以达到0.012 pF的。假设您使用100-psec的上升和下降时间，从该电容性不连续处反弹的反射信号的大小是输入步幅的0.30％（即0.003）。我从这个分析中得出结论，单个角落的反射太小而无法担心。

有些人担心传导电子的传播速度太快，以至于它们无法绕过方角。也许他们可能会反射或飞向太空。这样的论证是荒谬的。当然，单个电子以高速移动，但是当它们从原子反弹到原子时，它们的总体漂移速度小于1英寸/秒。你的平均电子会变成某种东西，并在10密耳的长度上改变方向数十亿次。电子在拐角处没有任何问题。

在尖锐的尖角处电场集中是否会产生大量辐射？ Hogwash。当一条轨迹围绕一个角落时，它始终与底层参考平面保持恒定距离。除了在拐角的实际尖端附近的适度扰动之外，从轨迹到平面的电场强度在沿着该轨道的任何点处都不会发生根本变化。确实，直接与拐角相邻的微观电场探测器将检测到该场浓度。但是，从更远的地方进行的测量可以解释沿着整个轨迹发生的所有事物的平均值，而不仅仅是在拐角处。角落，因为它太小，不会明显影响远场辐射。

布局专业人士经常指出，现代布局系统已经完成了所有外角，假设这种圆角消除了方角影响。它没有。圆角的圆角消除了角落中21％的铜。 Edwards表明，您必须从直角弯曲中去除70％到90％的铜，以中和多余的电容。舍入仅去除所需量的铜的一小部分。圆角直角弯曲在数字设计中运行良好，不是因为它们是圆形的，而是因为角落太小而不会引起严重的问题。

今天，只有微波设计师需要担心直角弯曲。在微波速度下，大约是大多数数字设计的10倍，寄生电容是问题的10倍。此外，微波设计师经常使用大而脂肪，100密耳的痕迹来减少皮肤效应的损失，因此它们的角落电流大10倍。它们也倾向于线性级联多个阶段。级联总结了每个阶段的缺陷，使微波设计对微小缺陷的敏感性提高了约10倍。总的来说，当代微波设计对直角弯曲的敏感度是数字设计的1000倍。

随着数字设计向更高的速度发展，您最终可能会达到直角弯曲开始变得重要的程度。例如，拐角刚刚开始影响10-Gbps串行连接的设计，并且它们也可以明显地对某些路由不良的差分对的偏斜做出贡献。如果你积累了很多角落，就像在蛇形延迟结构中那样，你可能会开始看到一点额外的延迟。除了这些极端应用之外，直角弯曲仍保持电气透明。

一些制造工程师抱怨在使用波峰焊设备时使用直角弯头。他们担心任意焊球或焊剂会被困在内角。采用回流焊接和良好的焊料掩蔽，都不是问题。关于直角弯道的可制造性，我没有听到任何其他可信的负面评论，但我总是很高兴听到其他经验可能不同的人。