Hoekom kan die PCB-spore nie teen 'n regte hoek van 90 grade gaan nie?

  Nou, wanneer jy die oorspronklike PCB-uitleggids van die SoC oopmaak, sal jy die hoekhoek van die hoëspoedseinspore noem. Hulle sal sê dat hoëspoed seine nie reghoekig nagespoor moet word nie, maar teen 'n 45 grade hoek. Beter as 'n hoek van 45 grade.

  Is dit die geval? Hoe om die PCB-spoorhoek in te stel, is dit beter om 45 grade of boog te gaan? Is 90-grade reghoekige bedrading in orde?

  Almal het begin verstrengel raak in die hoekhoek van die pcb-lyn, wat 'n kwessie van die afgelope tien of twintig jaar is. In die vroeë 1990's het die oorheerser van die rekenaarbedryf, Intel, die aanpassing van die PCI-bustegnologie gelei.

  (Dankie aan Intel vir die vrystelling van die PCI-koppelvlak, dit is met die bandwydteverbetering van die PCI-buskoppelvlak, insluitend die latere AGP-buskoppelvlak, dat grafiese kaarte soos 3DFX VOODOO Voodoo gebore is, en ek het ook die Tomb Raider op daardie tydstip ervaar. In retrospek was dit die markvraag na multimediatoepassings soos 3D-speletjies wat die ontwikkeling van rekenaartegnologie bevorder het, insluitend die latere Internet en Die verspreiding van slimfone.)

  Dit blyk dat ons begin met die PCI-koppelvlak 'n era van "hoëspoed" stelselontwerp betree het.

  Ná die 1990's was dit die begeerte van 'n groep spelers vir 3D-prestasie, wat die ooreenstemmende elektroniese ontwerp en skyfievervaardigingstegnologie in staat gestel het om in ooreenstemming met Moore se wet te ontwikkel. As gevolg van die voortdurende verbetering van IC proses tegnologie, IC transistor skakelaars Die spoed word vinniger en vinniger, die klok frekwensie van verskeie busse word vinniger en vinniger, en die probleem van sein integriteit trek voortdurend almal se navorsing en aandag. Byvoorbeeld, mense se vraag na 4K-hoëdefinisie-huisvideo en oudio, HDMI2.0-oordragstandaardkoers het 18Gbps bereik! ! !

  Voordat ek gebore is, moet pcb-trekdraadbakterieë relatief eenvoudige klasmaats wees, trek net die lyn, glad, netjies en mooi, sonder om aandag te skenk aan verskeie seinintegriteitkwessies. Byvoorbeeld, die stroombaanbord van HP se klassieke HP3456A ses-en-'n-half-syfer multimeter wat in die onderstaande figuur gewys word, toon 'n groot aantal 90°-hoekspore.

  Die HP3456A het geen trane nie, en dit word amper doelbewus reghoekig geneem (sommige plekke het oorspronklik 'n skuins hoek voltooi, maar dit moet verskeie regte hoeke in 'n ry loop), en die meeste plekke is nie met koper bedek nie.

Kan die PCB teen 'n skerp hoek opgespoor word?

  Of die PCB teen 'n skerp hoek geroer kan word, die antwoord is nee, ongeag of die skerphoekroete 'n negatiewe impak op die hoëspoed seintransmissielyn sal hê, uit die PCB DFM-aspek alleen, die skerphoekroete moet vermy word.

  Want wanneer die PCB-drade mekaar sny om 'n skerp hoek te vorm, sal dit 'n probleem veroorsaak wat "suurvalle" genoem word, wat? Suurboontjies? Goed, hou van die suurboonnoedels, maar die suurboontjie op die pcb hier is 'n oorlas. In die proses van die maak van PCB-borde, in die PCB-kring-etsproses, sal die "suurvalle" oormatige korrosie van die PCB-kring veroorsaak, wat lei tot die probleem van virtuele breek van die PCB-kring.

  Alhoewel, ons kan CAM 350 vir DFF Oudit gebruik om potensiële probleme met "suurvalle" outomaties op te spoor om die verwerking van knelpunte tydens PCB-vervaardiging te vermy. As die PCB-bord fabriekstegnici die bestaan ​​van suurvalle opspoor, sal hulle eenvoudig 'n stuk koper in hierdie gaping steek.

  Baie ingenieurs van bordfabrieke ken nie uitleg nie, hulle herstel net die suurvalprobleem vanuit die perspektief van PCB-ingenieurswese, maar of hierdie herstel verdere seinintegriteitsprobleme sal meebring. Dit is onbekend, so ons moet probeer om suurvalle van die bron te vermy in die uitleg.

  Hoe om 'n skerp hoek te vermy wanneer die draad getrek word, wat 'n suurval DFM-probleem veroorsaak? Moderne EDA-ontwerpsagteware (soos Cadence Allegro, Altium Designer, ens.) kom almal met volledige uitleg-roeteringsopsies. Ons gebruik hierdie hulpopsies buigsaam in die uitlegroetering, wat ons produksie van "uitleg" in die uitleg grootliks kan vermy. "suurval" verskynsel

  Pad uitlaat hoek instelling Vermy skerp hoek tussen die draad en die pad.

Kan die PCB-uitleg teen 90° geroer word?

  Hoëfrekwensie- en hoëspoedseintransmissielyne moet roetering met 90°-hoeke vermy, wat sterk vereis word in verskeie PCB-ontwerpgidse, omdat hoëfrekwensie- en hoëspoedseintransmissielyne die kenmerkende impedansie konsekwent moet hou, en 90° hoekroetering word op die hoek van die transmissielyn gebruik. , sal die lynwydte verander. Die lynwydte by die 90°-hoek is ongeveer 1.414 keer die normale lynwydte. Omdat die lynwydte verander, sal dit seinrefleksie veroorsaak. Terselfdertyd sal die ekstra parasitiese kapasitansie by die hoek ook tydrowende seinoordrag veroorsaak. vertraagde impak.

  Natuurlik, wanneer die sein langs die eenvormige interkonneksielyn voortplant, sal daar geen weerkaatsing en vervorming van die uitgesaaide sein wees nie. As daar 'n 90°-hoek op die eenvormige interkonneksielyn is, sal dit 'n verandering in die breedte van die PCB-transmissielyn by die hoek veroorsaak. Volgens die korrelasie bereken Elektromagnetiese teorie dat dit beslis die refleksie-effek van die sein sal meebring.

  Dit is die geval in teorie, maar teorie is tog teorie. Is die impak van 90°-hoeke op hoëspoedseintransmissielyne belangrik in die praktyk?

  Byvoorbeeld, klasmaat Wang Shi Cong (hier is klasmaat Wang bloot fiktief ter wille van die intrige, geen biologiese pa sal so 'n naam vir sy seun kies nie, as daar enige ooreenkomste is, is dit bloot 'n eer, O( ∩ _∩)O~) het hul Erha en Nvpin geneem om warm pot te maak, en gesien hoe 'n honderd dollar langs die pad val, dink jy hy sal dit optel of nie?

  Om hierdie honderd yuan op te tel, sal teoreties Wang Decong se persoonlike rykdom met nog honderd yuan verhoog, maar vir Wang-klasmaats wat pas 'n vroulike kaartjie gevind het en 'n kaart gevee het om 'n luukse motor te koop, soos om kool te koop, kan dit heeltemal geïgnoreer word. En vir my is dit baie geld, en ek jaag gewoonlik net verby en maak asof ek my skoenveters vasmaak...

  Daarom sal 'n 90°-hoek 'n negatiewe impak hê op hoëspoedseintransmissielyne, wat teoreties seker is, maar is hierdie impak dodelik? Het die 90°-hoek dieselfde effek op hoëspoed digitale seine en hoëfrekwensie mikrogolfseintransmissielyne?

  Volgens die koerant "regte hoeke op gedrukte stroombaan spore, tyd en frekwensie domein analise" en die vraestel "Wie is bang vir die groot slegte draai?" deur Howard Johnson en die boek "Signal Integrity and Power Integrity" deur Eric Bogatin Deur die inhoud van Hoofstuk 8 (Tweede Uitgawe) te ontleed, kan ons die volgende gevolgtrekkings maak:

  Vir hoëspoed digitale seine sal 'n 90° hoek 'n sekere impak op hoëspoed sein transmissielyne hê. Vir ons huidige hoëdigtheid en hoëspoed-PCB is die algemene spoorwydte 4-5mil, en die kapasitansie van 'n 90°-hoek is ongeveer 10fF. Daar word beraam dat die kumulatiewe vertraging wat deur hierdie kapasitor veroorsaak word ongeveer 0.25ps is, dus sal 'n 90° hoek op 'n draad met 'n 5mil lynwydte nie 'n groot impak hê op die huidige hoëspoed digitale sein nie (100 psek stygende rand tyd) ).

  Vir hoëfrekwensie-seintransmissielyne, om seinskade veroorsaak deur die vel-effek te vermy, word 'n wyer seintransmissielyn gewoonlik gebruik, soos 50Ω impedansie en 100mil lynwydte. Die lynwydte by die 90°-hoek is ongeveer 141mil, die seinvertraging wat veroorsaak word deur parasitiese kapasitansie is ongeveer 25ps. Op hierdie tydstip sal die 90°-hoek 'n baie ernstige impak hê.

  Terselfdertyd hoop mikrogolf transmissielyne altyd om die verlies van die sein te verminder. Die impedansiediskontinuïteit by die 90°-hoek en die parasitiese kapasitansie buite sal die fase- en amplitudefoute van die hoëfrekwensiesein veroorsaak, die wanverhouding tussen die inset en die uitset, en die moontlike bestaan ​​van Parasitiese koppeling, wat weer lei tot die verswakking van kringwerkverrigting, beïnvloed die transmissie-eienskappe van PCB-kringseine.

  Wat die 90°-seinroetering betref, is Lao Wu se eie standpunt om 90°-roetering te probeer vermy, Nani? Het dit nie vroeër gesê dat die impak van 90°-hoeke op hoëspoed digitale seine geïgnoreer kan word nie?

  Natuurlik is die wat hierbo geskryf is om die aantal woorde, O(∩_∩)O~, die invloed van 'n enkele 90°-hoek op die seinkwaliteit van die hoëspoed digitale transmissielyn, relatief tot die afwyking op te maak. van die hoogte van die draad en die verwysingsvlak, word die draad self geëts In die proses word die variasie-afwyking van die lynwydte en lynspasiëring-uniformiteit, die verandering van die diëlektriese konstante van die plaat op die frekwensiesein, en selfs die invloed van die parasitiese parameters van die via is baie groter as die probleme wat deur die 90°-hoek veroorsaak word.

  Vandag se hoëspoed digitale stroombaan transmissielyne moet egter altyd om dieselfde lengte gewikkel word. Wanneer meer as tien of twintig hoeke gesuperponeer word, sal die seinstygingsvertraging wat veroorsaak word deur die kumulatiewe effek van hierdie 90°-hoeke nie-weglaatbaar word nie. Die hoëspoedsein word altyd langs die impedansiepad gestuur, met 90° hoeke van gelyke lengte, en die finale werklike seintransmissiepad sal effens korter as die oorspronklike wees.

  En nou word die hoëspoed digitale seintransmissietempo al hoe hoër, die huidige HDMI2.0-standaard, die transmissiebandwydtetempo het 18Gbps bereik, die 90°-hoekbedrading sal nie meer aan die vereistes voldoen nie, en dit is nou die 21ste eeu , nou Die EDA-sagteware van 45° is goed ondersteun selfs deur diegene wat dit gebruik.

  Terselfdertyd is die roetering van kabels by 90°-hoeke nie in lyn met mense se estetika in terme van ingenieursestetika nie. Daarom, vir die huidige uitleg, of jy nou hoëfrekwensie/hoëspoed seinlyne gebruik, moet ons probeer om roetes met 90°-hoeke te vermy, tensy daar spesiale vereistes is.

  Vir hoëstroomspore vervang ons soms die spore met koperbedekte koperplate. By die hoeke van die koperbeklede moet ons ook die 90°-hoeke vervang met twee 45°-hoeke, wat nie net mooi is nie, maar ook vry van EMI. verborge gevaar.

Roete teen 45°

  Behalwe vir RF-seine en ander seine met spesiale vereistes, moet die spore op ons PCB verkieslik teen 45° nagespoor word. Daar moet kennis geneem word dat wanneer die 45°-hoekspoor om dieselfde lengte gewikkel word, die spoorlengte by die hoek minstens 1.5 keer die lynwydte moet wees, en die afstand tussen die lyne met dieselfde lengte moet minstens 4 keer wees die lynwydte.

  Aangesien hoëspoed seinlyne altyd langs die pad van impedansie versend word, as die afstand tussen die lyne van gelyke lengte te naby is, as gevolg van die parasitiese kapasitansie tussen die lyne, neem die hoëspoedsein 'n kortpad, en die gelyke lengte onakkuraat sal wees. Die wikkelreëls van moderne EDA-sagteware kan die relevante wikkelreëls maklik stel.

spoor in boog

  As dit nie duidelik deur die tegniese spesifikasie vereis word om in 'n boog, of 'n rf-mikrogolf transmissielyn gelei te word nie, voel ek persoonlik dat dit nie nodig is om vir 'n boog te gaan nie, as gevolg van die uitleg van hoë spoed en hoë digtheid pcb, 'n groot aantal booglyne is baie moeilik om later te herstel, en 'n Groot aantal geboë spore is ook meer spasierowend.

Roete teen enige hoek

  Met die ontwikkeling van 4G/5G draadlose kommunikasietegnologie en die voortdurende opgradering van elektroniese produkte, het die huidige PCB-data-koppelvlak-oordragtempo 10Gbps of meer as 25Gbps bereik, en die seintransmissietempo ontwikkel steeds na hoë spoed. Met die ontwikkeling van hoëspoed- en hoëfrekwensieseintransmissie word hoër vereistes vir PCB-impedansiebeheer en seinintegriteit gestel.

Vir digitale seine wat op PCB-borde oorgedra word, word baie diëlektriese materiale, insluitend FR4-veselglasplaat , wat in die elektroniese industrie gebruik word, nog altyd as uniform beskou vir laespoed- en laefrekwensie-oordrag.

  Wanneer die elektroniese seintempo op die stelselbus egter die Gbps-vlak bereik, geld hierdie eenvormigheidsaanname nie meer nie. Op hierdie tydstip word die plaaslike relatiewe permittiwiteit van die diëlektriese laag veroorsaak deur die gaping tussen die glasveselbundels wat in die epoksieharssubstraat verweef is. Die verandering sal nie geïgnoreer word nie, en die plaaslike versteuring van die diëlektriese konstante sal die vertraging en kenmerkende impedansie van die lyn wat verband hou met ruimte, wat dus die oordrag van hoëspoed seine beïnvloed.

Die toetsdata gebaseer op die FR4-veselglasplaat- toetssubstraat toon dat as gevolg van die relatiewe posisieverskil tussen die mikrostriplyn en die glasveselbundel, die effektiewe diëlektriese konstante van die gemete transmissielyn baie fluktueer, en die verskil tussen die waardes kan Δεr=0.4 bereik. Alhoewel hierdie ruimtelike versteurings klein mag lyk, kan hulle differensiële transmissielyne met dataspoed van 5-10 Gbps ernstig beïnvloed.

  In sommige hoëspoed-ontwerpprojekte, om die impak van glasvesel-effek op hoëspoedseine te hanteer, kan ons zig-zag-roeteringstegnologie gebruik om die impak van glasvesel-effek te versag.

  Cadence Allegro PCB Editor 16.6-2015 en later weergawes bied ondersteuning vir zig-zag roeteermodus.

  In die Cadence Allegro PCB Editor 16.6-2015 kieslys, kies "Route -> Unsupported Prototype -> Fibre Weave Effect" om zig-zag roetering te aktiveer.

  Jare maak varke dood, net soos twintig jaar gelede, hoef ons nie op te let of ons die booglyn moet neem of nie, en ons hoef nie bekommerd te wees oor die impak van die glasvesel van die PCB-bord nie. op die hoëspoed sein. Miskien wanneer jy hierdie teks 20 jaar later lees, sal jy voel dat die sienings van Lao Wu nogal uit is ...

  Daarom is daar geen vaste PCB-uitlegreëls nie, en met die verbetering van PCB-vervaardigingsproses en data-oordragtempo, is dit moontlik dat die korrekte reëls nou nie meer van toepassing sal wees in die toekoms nie. Daarom, om 'n gekwalifiseerde trekdraad-swam te wees, moet ons tred hou met die tye en die ontwikkeling van die industriële tegnologie-rigting bemeester, om nie deur die groot golwe uitgeskakel te word nie.