指紋模塊軟硬結(jié)合板廠的PCB走線角度該怎樣設(shè)置,是走45度好還是走圓弧好?90度直角走線到底行不行?
大家開始糾結(jié)于pcb走線的拐角角度,也就是近十幾二十年的事情。上世紀(jì)九十年代初,PC界的霸主Intel主導(dǎo)定制了PCI總線技術(shù)。
(很感謝Intel發(fā)布了PCI接口,正是有了PCI總線接口的帶寬提升,包括后來的AGP總線接口,才誕生了像 3DFX VOODOO 巫毒這樣的顯卡,在當(dāng)時(shí)也次體驗(yàn)到了古墓麗影 勞拉 的風(fēng)采,還有暴爽的飛車2、經(jīng)典的雷神之錘等等,回想起來,正是有了3D游戲等多媒體應(yīng)用的市場(chǎng)需求,才促進(jìn)了PC的技術(shù)的發(fā)展,包括后來的互聯(lián)網(wǎng)及智能手機(jī)的普及。)
似乎從PCI接口開始,我們開始進(jìn)入了一個(gè)“高速”系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)代。
20世紀(jì)90年代以后,正是有了一幫這樣的玩家對(duì)3D性能的渴望,使得相應(yīng)的電子設(shè)計(jì)和芯片制造技術(shù)能夠按照摩爾定律往前發(fā)展,由于IC制程的工藝不斷提高,IC的晶體管開關(guān)速度也越來越快,各種總線的時(shí)鐘頻率也越來越快,信號(hào)完整性問題也在不斷的引起大家的研究和重視。比如現(xiàn)在人們對(duì)4K高清家庭影音視頻的需求,HDMI2.0傳輸標(biāo)準(zhǔn)速率已經(jīng)達(dá)到了 18Gbps ?。?!
右上角,拐直角不止,線寬還變小了?
直角、搭橋、鋪銅,模擬就真的不能鋪銅嗎?
直角,45度斜線,任意角度斜線,方焊盤,圓焊盤,唯獨(dú)不見淚滴。
高速信號(hào)線拐一下90°真的會(huì)懷孕?獅屎是不是這樣的?老wu這里以自己膚淺的擼線姿勢(shì),跟大家探討一下關(guān)于高頻/高速信號(hào)的走線拐角角度問題。我們從銳角到直角、鈍角、圓弧一直到任意角度走線,看看各種走線拐角角度的優(yōu)缺點(diǎn)。
以45°走線
除了射頻信號(hào)和其他有特殊要求的信號(hào),我們PCB上的走線應(yīng)該優(yōu)選以45°走線。要注意一點(diǎn)的是,45°角走線繞等長(zhǎng)時(shí),拐角處的走線長(zhǎng)度要至少為1.5倍線寬,繞等長(zhǎng)的線與線之間的間距要至少4倍線寬的距離。
由于高速信號(hào)線總是沿著阻抗的路徑傳輸,如果繞等長(zhǎng)的線間距太近,由于線間的寄生電容,高速信號(hào)走了捷徑,就會(huì)出現(xiàn)等長(zhǎng)不準(zhǔn)的情況?,F(xiàn)代的EDA軟件的繞線規(guī)則都可以很方便的設(shè)置相關(guān)的繞線規(guī)則。
以 arc 弧形走線
如果不是技術(shù)規(guī)范明確要求要以弧形走線,或者是rf微波傳輸線,指紋模塊軟硬結(jié)合板廠覺得,沒有必要去走弧形線,因?yàn)楦咚俑呙芏萷cb的layout,大量的弧形線后期修線非常麻煩,而且大量的弧形走線也比較費(fèi)空間。
對(duì)于類似USB3.1或HDMI2.0這樣的高速差分信號(hào),個(gè)人認(rèn)為還是可以走下圓弧線裝下bi的,O(∩_∩)O~
當(dāng)然,對(duì)于RF微波信號(hào)傳輸線,還是優(yōu)先走圓弧線,甚至是要走“采用 45° 外斜切”線走線
以任意角度走線
隨著4G/5G無線通訊技術(shù)的發(fā)展和電子產(chǎn)品的不斷升級(jí)換代,目前PCB數(shù)據(jù)接口傳輸速率已高達(dá)10Gbps或25Gbps以上,且信號(hào)傳輸速率還在不斷的朝著高速化方向發(fā)展。隨著信號(hào)傳輸?shù)母咚倩⒏哳l化發(fā)展,對(duì)PCB阻抗控制和信號(hào)完整性提出了更高的要求。
對(duì)指紋模塊軟硬結(jié)合板廠的PCB板上傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)來說,電子工業(yè)界應(yīng)用的包括FR4在內(nèi)的許多電介質(zhì)材料,在低速低頻傳輸時(shí)一直被認(rèn)為是均勻的。
當(dāng)系統(tǒng)總線上電子信號(hào)速率達(dá)到Gbps級(jí)別時(shí),這種均勻性假設(shè)不再成立,此時(shí)交織在環(huán)氧樹脂基材中的玻璃纖維束之間的間隙引起的介質(zhì)層相對(duì)介電常數(shù)的局部變化將不可忽視,介電常數(shù)的局部擾動(dòng)將使線路的時(shí)延和特征阻抗與空間相關(guān),從而影響高速信號(hào)的傳輸。
基于FR4測(cè)試基板的測(cè)試數(shù)據(jù)表明,由于微帶線與玻纖束相對(duì)位置差異,導(dǎo)致測(cè)量所得的傳輸線有效介電常數(shù)波動(dòng)較大,、值之差可以達(dá)到△εr=0.4。盡管這些空間擾動(dòng)看上去較小,它會(huì)嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)速度為5-10Gbps的差分傳輸線。
在一些高速設(shè)計(jì)項(xiàng)目中,為了應(yīng)對(duì)玻纖效應(yīng)對(duì)高速信號(hào)的影響,我們可以采用zig-zag routing布線技術(shù)以減緩玻纖效應(yīng)的影響。