在設(shè)計(jì)PCB布局和布線時(shí)，將提到高速信號(hào)跡線的轉(zhuǎn)角。很多人會(huì)說(shuō)，高速信號(hào)不應(yīng)該以直角跟蹤，而是應(yīng)該以45度角跟蹤，并且可以說(shuō)弧將大于45度，轉(zhuǎn)角更好。

那么，PCB布局到底是否可以90度布線？

高頻和高速信號(hào)傳輸線應(yīng)避免以90°角布線，這在各種PCB設(shè)計(jì)指南中都是強(qiáng)烈要求的，因?yàn)楦哳l和高速的信號(hào)傳輸線需要保持特性阻抗一致，并且在傳輸線的角部使用90°角路由，將改變線寬。90°角處的線寬約為正常線寬的1.414倍。因?yàn)榫€寬變化，會(huì)引起信號(hào)反射。同時(shí)，拐角處的額外寄生電容也將導(dǎo)致耗時(shí)的信號(hào)傳輸，延遲影響。

當(dāng)然，當(dāng)信號(hào)沿均勻互連傳播時(shí)，傳輸?shù)男盘?hào)將沒(méi)有反射和失真。如果均勻互連上有90°角，則會(huì)導(dǎo)致角處pcb傳輸線的寬度發(fā)生變化。根據(jù)相關(guān)電磁理論計(jì)算表明，這肯定會(huì)帶來(lái)信號(hào)的反射效應(yīng)。

理論上是這樣，但理論畢竟是理論。

對(duì)于高速數(shù)字信號(hào)，90°轉(zhuǎn)角將對(duì)高速信號(hào)傳輸線產(chǎn)生一定影響。對(duì)于我們當(dāng)前的高密度和高速pcb，一般跡線寬度為4-5mil，90°角的電容約為10fF。據(jù)估計(jì)，由該電容器引起的累積延遲約為0.25ps，因此具有5mil線寬的導(dǎo)線上的90°角不會(huì)對(duì)當(dāng)前高速數(shù)字信號(hào)（100 psec上升沿時(shí)間）產(chǎn)生很大影響。

對(duì)于高頻信號(hào)傳輸線，為了避免集膚效應(yīng)造成的信號(hào)損壞，通常使用更寬的信號(hào)傳輸線如50Ω阻抗和100mil線寬。90°角處的線寬約為141mil，由寄生電容引起的信號(hào)延遲約為25ps。此時(shí)，90°角將產(chǎn)生非常嚴(yán)重的影響。

同時(shí)，微波傳輸線總是希望盡量減少信號(hào)的損失。90°角處的阻抗不連續(xù)性和外部的寄生電容將導(dǎo)致高頻信號(hào)的相位和振幅誤差、輸入和輸出之間的失配，以及可能存在的寄生耦合，從而導(dǎo)致電路性能惡化，影響PCB電路信號(hào)的傳輸特性。

關(guān)于90°信號(hào)布線，我們的觀點(diǎn)是盡可能避免90°布線。單個(gè)90°角對(duì)高速數(shù)字傳輸線信號(hào)質(zhì)量的影響，相對(duì)于導(dǎo)線高度和參考平面的偏差、導(dǎo)線本身蝕刻過(guò)程中線寬和線間距均勻性的偏差，以及片材介電常數(shù)對(duì)頻率信號(hào)變化的影響，即使通過(guò)寄生效應(yīng)，也遠(yuǎn)比90°角更成問(wèn)題。

然而，今天的高速數(shù)字電路傳輸線總是必須纏繞在相同的長(zhǎng)度上。當(dāng)超過(guò)十個(gè)或二十個(gè)角重疊時(shí)，由這些90°角的累積效應(yīng)引起的信號(hào)上升延遲將變得不可忽略。高速信號(hào)始終沿阻抗路徑傳輸，90°角長(zhǎng)度相等，最終實(shí)際信號(hào)傳輸路徑將略短于原始路徑。

同時(shí)，在90°角處布線電纜在工程美學(xué)方面不符合人們的美學(xué)。因此，對(duì)于當(dāng)前布局，無(wú)論您使用的是高頻/高速信號(hào)線，除非有特殊要求，否則應(yīng)盡量避免90°角布線。

本文轉(zhuǎn)載自：EDA365電子論壇微信公眾號(hào)

審核編輯 黃宇