PCB布線中的走線策略
布線是PCB設(shè)計(jì)工程師最基本工作技能之一。走線好壞將直接影響到整個(gè)系統(tǒng)性能,大多數(shù)高速設(shè)計(jì)理論也要最終經(jīng)過(guò)布線得以實(shí)現(xiàn)并驗(yàn)證,由此可見,布線在高速PCB設(shè)計(jì)中是至關(guān)重要。下面將針對(duì)實(shí)際布線中可能遇到一些情況,分析其合理性,并給出一些比較優(yōu)化走線策略。主要從直角走線來(lái)闡述。
直角走線一般是PCB布線中要求盡量避免情況,也幾乎成為衡量布線好壞標(biāo)準(zhǔn)之一,那么直角走線究竟會(huì)對(duì)信號(hào)傳輸產(chǎn)生多大影響呢?從原理上說(shuō),直角走線會(huì)使傳輸線線寬發(fā)生變化,造成阻抗不連續(xù)。其實(shí)不光是直角走線,頓角,銳角走線都可能會(huì)造成阻抗變化情況。
直角走線對(duì)信號(hào)影響就是主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:一是拐角可以等效為傳輸線上容性負(fù)載,減緩上升時(shí)間;二是阻抗不連續(xù)會(huì)造成信號(hào)反射;三是直角尖端產(chǎn)生EMI。
傳輸線直角帶來(lái)寄生電容可以由下面這個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算:
C=61W(Er)[size=1]1/2[/size]/Z0
在上式中,C就是指拐角等效電容(單位:pF),W指走線寬度(單位:inch),εr指介質(zhì)介電常數(shù),Z0就是傳輸線特征阻抗。舉個(gè)例子,對(duì)于一個(gè)4Mils50歐姆傳輸線(εr為4.3)來(lái)說(shuō),一個(gè)直角帶來(lái)電容量大概為0.0101pF,進(jìn)而可以估算由此引起上升時(shí)間變化量:
T10-90%=2.2*C*Z0/2 = 2.2*0.0101*50/2 = 0.556ps
通過(guò)計(jì)算可以看出,直角走線帶來(lái)電容效應(yīng)是極其微小。