PCB設(shè)計(jì)中應(yīng)避免產(chǎn)生銳角和直角，產(chǎn)生不必要的輻射，同時(shí)工藝性能也不好?！@是PCB布線基本規(guī)則中的“倒角規(guī)則”。通常，我們都會(huì)多次強(qiáng)調(diào)直角走線是PCB布線中要求盡量避免的情況，而這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(huì)對(duì)信號(hào)傳輸產(chǎn)生多大的影響呢？

▲倒角規(guī)則

直角走線的對(duì)信號(hào)的影響

直角走線的對(duì)信號(hào)的影響就是主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：

一是拐角可以等效為傳輸線上的容性負(fù)載，減緩上升時(shí)間；

二是阻抗不連續(xù)會(huì)造成信號(hào)的反射；

三是直角尖端產(chǎn)生的EMI。

一、直角走線的電容效應(yīng)

傳輸線的直角帶來(lái)的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)1/2/Z0

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），εr指介質(zhì)的介電常數(shù)，Z0就是傳輸線的特征阻抗。

舉個(gè)例子，對(duì)于一個(gè)4Mils的50歐姆傳輸線（εr為4.3）來(lái)說(shuō)，一個(gè)直角帶來(lái)的電容量大概為0.0101pF，進(jìn)而可以估算由此引起的上升時(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)的電容效應(yīng)是極其微小的。

二、阻抗不連續(xù)造成信號(hào)的反射

從原理上說(shuō)，銳角、直角走線會(huì)使傳輸線的線寬發(fā)生變化，造成阻抗的不連續(xù)。阻抗不連續(xù)就會(huì)反射。

由于直角走線的線寬增加，該處的阻抗將減小，于是會(huì)產(chǎn)生一定的信號(hào)反射現(xiàn)象，我們可以根據(jù)阻抗計(jì)算公式來(lái)算出線寬增加后的等效阻抗，然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算反射系數(shù)：ρ=(Zs-Z0)/(Zs+Z0)，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。

事實(shí)上，不光是直角走線，頓角，銳角走線都可能會(huì)造成阻抗變化的情況，所以理論上最好的拐角方式是圓弧，但是一般設(shè)計(jì)中我們都是使用45°/135°拐角，圓弧拐角一般只是出現(xiàn)在RF射頻PCB中，要求無(wú)損傳輸?shù)那闆r下。

三、直角尖端產(chǎn)生的EMI

很多人對(duì)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(shí)際測(cè)試的結(jié)果顯示，直角走線并不會(huì)比直線產(chǎn)生很明顯的EMI。也許目前的儀器性能，測(cè)試水平制約了測(cè)試的精確性，但至少說(shuō)明了一個(gè)問(wèn)題，直角走線的輻射已經(jīng)小于儀器本身的測(cè)量誤差。

總的說(shuō)來(lái)，直角走線并不是想象中的那么可怕。至少在非射頻及高速電路的應(yīng)用中，其產(chǎn)生的任何諸如電容，反射，EMI等效應(yīng)在TDR測(cè)試中幾乎體現(xiàn)不出來(lái)，高速PCB設(shè)計(jì)工程師的重點(diǎn)還是應(yīng)該放在布局，電源/地設(shè)計(jì)，走線設(shè)計(jì)，過(guò)孔等其他方面。

當(dāng)然，盡管直角走線帶來(lái)的影響不是很?chē)?yán)重，但并不是說(shuō)我們以后都可以走直角線，注意細(xì)節(jié)是每個(gè)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(hào)頻率也會(huì)不斷提高，到10GHz以上的RF設(shè)計(jì)領(lǐng)域，這些小小的直角都可能成為高速問(wèn)題的重點(diǎn)對(duì)象。