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为什么在PCB layout时不能走直角线

CHANBAEK 来源:硬件电路设计经验分享 作者: iTeches 2023-11-20 18:24 次阅读

本期跟大家分享的是,为什么在PCB layout时不能走直角线?

在PCB layout时,一般有经验的工程师都会讲PCB走线不能走直角,个中原因很多人可能没细追,只当best practice记住了,而本文将从原理和仿真这两方面来分析这其中的原因!

我们先通过图(一)来看看,假如我们选的PCB stackup,5mil线宽对应的特征阻抗是50ohm,如果layout走的是直角,那这时候对角线的宽度就是7.07mil,而不是5mil,这样就会造成阻抗不连续而导致信号反射!

图片

图(一)

接下来,我们再通过仿真来看看这种情况具体会造成什么影响?这里我们会用ADS仿真工具来分析,如果用ANSYS SIwave,Mentor Graphic的Hyperlynx或Cadence的SigXplorer 等仿真工具进行常规SI仿真的话,就不能这么直观的观察出来了!

图(二)为一段直角线和一段直线的ADS建模,图(三)和图(四)分别为其回波损耗和Smith圆图的仿真结果。

图片

图(二)走线建模

其中,图左走线为直角的模型,而图右走线为直线的模型。

图片

图(三)Return Loss

这里的dB(S(1,1))为走线为直角trace的仿真结果,而dB(S(3,3))为走线为直线的仿真结果;我们一般要求回波损耗要小于-10dB,这时候阻抗控制比较能接受。

图片

图(四)Smith Chart

注:S(1,1)为走线为直角trace的仿真结果,而S(3,3)为直线的仿真结果;

从仿真结果我们可以清楚的看出走线为直线时,PCB的特征阻抗(见蓝线)就在50欧姆附近;而走线为直角时,PCB的特征阻抗(见红线)已偏离50欧姆的中心点!至于,这会对信号有什么影响,会在后续电源信号完整性(Signal Integrity and Power Integrity)相关篇章进行深入探讨。。。

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