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為什么在PCB layout時不能走直角線

CHANBAEK ? 來源:硬件電路設計經驗分享 ? 作者: iTeches ? 2023-11-20 18:24 ? 次閱讀

本期跟大家分享的是,為什么在PCB layout時不能走直角線?

在PCB layout時,一般有經驗的工程師都會講PCB走線不能走直角,個中原因很多人可能沒細追,只當best practice記住了,而本文將從原理和仿真這兩方面來分析這其中的原因!

我們先通過圖(一)來看看,假如我們選的PCB stackup,5mil線寬對應的特征阻抗是50ohm,如果layout走的是直角,那這時候對角線的寬度就是7.07mil,而不是5mil,這樣就會造成阻抗不連續而導致信號反射!

圖片

圖(一)

接下來,我們再通過仿真來看看這種情況具體會造成什么影響?這里我們會用ADS仿真工具來分析,如果用ANSYS SIwave,Mentor Graphic的Hyperlynx或Cadence的SigXplorer 等仿真工具進行常規SI仿真的話,就不能這么直觀的觀察出來了!

圖(二)為一段直角線和一段直線的ADS建模,圖(三)和圖(四)分別為其回波損耗和Smith圓圖的仿真結果。

圖片

圖(二)走線建模

其中,圖左走線為直角的模型,而圖右走線為直線的模型。

圖片

圖(三)Return Loss

這里的dB(S(1,1))為走線為直角trace的仿真結果,而dB(S(3,3))為走線為直線的仿真結果;我們一般要求回波損耗要小于-10dB,這時候阻抗控制比較能接受。

圖片

圖(四)Smith Chart

注:S(1,1)為走線為直角trace的仿真結果,而S(3,3)為直線的仿真結果;

從仿真結果我們可以清楚的看出走線為直線時,PCB的特征阻抗(見藍線)就在50歐姆附近;而走線為直角時,PCB的特征阻抗(見紅線)已偏離50歐姆的中心點!至于,這會對信號有什么影響,會在后續電源信號完整性(Signal Integrity and Power Integrity)相關篇章進行深入探討。。。

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