對于PCB設(shè)計工程師倆說，布線(Layout)是最基本的工作技能之一。走線的好壞將直接影響到整個系統(tǒng)的性能，而且大多數(shù)高速的設(shè)計理論也要最終經(jīng)過Layout得以實現(xiàn)并驗證。

由此可見，布線在高速PCB設(shè)計中是至關(guān)重要的。再布線的過程中，我們一直強調(diào)走線時不能出現(xiàn)直角，銅皮也盡量避免直角，那么下面我找到一些直角走線的基礎(chǔ)理論和大家分享下。

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直角走線一般是PCB布線中要求盡量避免的情況，也幾乎成為衡量布線好壞的標(biāo)準(zhǔn)之一，那么直角走線究竟會對信號傳輸產(chǎn)生多大的影響呢？從原理上說，直角走線會使傳輸線的線寬發(fā)生變化，造成阻抗的不連續(xù)。其實不光是直角走線，頓角，銳角走線都可能會造成阻抗變化的情況。

直角走線的對信號的影響就是主要體現(xiàn)在三個方面：

一是拐角可以等效為傳輸線上的容性負(fù)載，減緩上升時間：

二是阻抗不連續(xù)會造成信號的反射：

三是直角尖端產(chǎn)生的EMI。

（不同角度走線的拐角線寬變化）

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傳輸線的直角帶來的寄生電容可以由下面這個經(jīng)驗公式來計算：

C=61W(Er)1/2/ZO

在上式中：

C就是指拐角的等效電容(單位:pF)，W指走線的寬度(單位:inch)，er指介質(zhì)的介電常數(shù)，zo就是傳輸線的特征阻抗。

舉個例子：

對于一個4Mils的50歐姆傳輸線(er為4.3)來說，一個直角帶來的電容量大概為0.OlO1pF，進而可以估算由此引起的上升時間變化量；

通過計算可以看出，直角走線帶來的電容效應(yīng)是極其微小的。

由于直角走線的線寬增加，該處的阻抗將減小，于是會產(chǎn)生一定的信號反射現(xiàn)象，我們可以根據(jù)傳輸線章節(jié)中提到的阻抗計算公式來算出線寬增加后的等效阻抗，然后根據(jù)經(jīng)驗公式計算反射系數(shù)：

一般直角走線導(dǎo)致的阻抗變化在7%-20%之間，因而反射系數(shù)最大為0.1左右。而且，從下圖可以看到，在W/2線長的時間內(nèi)傳輸線阻抗變化到最小，再經(jīng)過W/2時間又恢復(fù)到正常的阻抗，整個發(fā)生阻抗變化的時間極短，往往在1Ops之內(nèi)，這樣快而且微小的變化對一般的信號傳輸來說幾乎是可以忽略的。

（90度拐角分析）

很多人對直角走線都有這樣的理解，認(rèn)為尖端容易發(fā)射或接收電磁波，產(chǎn)生EMI，這也成為許多人認(rèn)為不能直角走線的理由之一。然而很多實際測試的結(jié)果顯示，直角走線并不會比直線產(chǎn)生很明顯的EMI。也許目前的儀器性能，測試水平制約了測試的精確性，但至少說明了一個問題，直角走線的輻射已經(jīng)小于儀器本身的測量誤差。

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總的說來，直角走線并不是想象中的那么可怕。至少在GHz以下的應(yīng)用中，其產(chǎn)生的任何諸如電容，反射，EMI等效應(yīng)在TDR測試中幾乎體現(xiàn)不出來，高速PCB設(shè)計工程師的重點還是應(yīng)該放在布局，電源/地設(shè)計，走線設(shè)計，過孔等其他方面。當(dāng)然，盡管直角走線帶來的影響不是很嚴(yán)重，但并不是說我們以后都可以走直角線，注意細(xì)節(jié)是每個優(yōu)秀工程師必備的基本素質(zhì)，而且，隨著數(shù)字電路的飛速發(fā)展，PCB工程師處理的信號頻率也會不斷提高，到10GHz以上的RF設(shè)計領(lǐng)域，這些小小的直角都可能成為高速問題的重點對象。所以我們一直在強調(diào)，走線時，不要出現(xiàn)直角。