PCB板走線(xiàn)的直角彎曲在數(shù)字設(shè)計(jì)中表現(xiàn)非常出色

在大多數(shù)數(shù)字設(shè)計(jì)中，直角彎曲比上升邊緣小。例如，F(xiàn)R-4中8密耳寬，50W微帶跡線(xiàn)中通過(guò)直角彎曲的延遲大約為1微秒。這不到100 psec上升時(shí)間的1％。對(duì)于這種微小物理尺度的任何物體，集總元件模型應(yīng)該足夠了。多年前，TC Edwards為微波行業(yè)提供了用于直角彎曲的良好集總元件模型（參考文獻(xiàn)1）。這些模型表明直角彎曲有兩個(gè)主要影響：輕微的延遲加上一些過(guò)剩的集總電容。您可能會(huì)想到，當(dāng)信號(hào)穿過(guò)直角時(shí)，軌跡似乎在拐角處變寬。這個(gè)簡(jiǎn)單的想法解釋了為什么你會(huì)看到角落附近的電容過(guò)大（阻抗較低）。

對(duì)于FR-4中的8密耳寬，50W微帶傳輸線(xiàn)，多余的集總電容可以達(dá)到0.012 pF的。假設(shè)您使用100-psec的上升和下降時(shí)間，從該電容性不連續(xù)處反彈的反射信號(hào)的大小是輸入步幅的0.30％（即0.003）。我從這個(gè)分析中得出結(jié)論，單個(gè)角落的反射太小而無(wú)法擔(dān)心。

有些人擔(dān)心傳導(dǎo)電子的傳播速度太快，以至于它們無(wú)法繞過(guò)方角。也許他們可能會(huì)反射或飛向太空。這樣的論證是荒謬的。當(dāng)然，單個(gè)電子以高速移動(dòng)，但是當(dāng)它們從原子反彈到原子時(shí)，它們的總體漂移速度小于1英寸/秒。你的平均電子會(huì)變成某種東西，并在10密耳的長(zhǎng)度上改變方向數(shù)十億次。電子在拐角處沒(méi)有任何問(wèn)題。

在尖銳的尖角處電場(chǎng)集中是否會(huì)產(chǎn)生大量輻射？ Hogwash。當(dāng)一條軌跡圍繞一個(gè)角落時(shí)，它始終與底層參考平面保持恒定距離。除了在拐角的實(shí)際尖端附近的適度擾動(dòng)之外，從軌跡到平面的電場(chǎng)強(qiáng)度在沿著該軌道的任何點(diǎn)處都不會(huì)發(fā)生根本變化。確實(shí)，直接與拐角相鄰的微觀(guān)電場(chǎng)探測(cè)器將檢測(cè)到該場(chǎng)濃度。但是，從更遠(yuǎn)的地方進(jìn)行的測(cè)量可以解釋沿著整個(gè)軌跡發(fā)生的所有事物的平均值，而不僅僅是在拐角處。角落，因?yàn)樗?，不?huì)明顯影響遠(yuǎn)場(chǎng)輻射。

布局專(zhuān)業(yè)人士經(jīng)常指出，現(xiàn)代布局系統(tǒng)已經(jīng)完成了所有外角，假設(shè)這種圓角消除了方角影響。它沒(méi)有。圓角的圓角消除了角落中21％的銅。 Edwards表明，您必須從直角彎曲中去除70％到90％的銅，以中和多余的電容。舍入僅去除所需量的銅的一小部分。圓角直角彎曲在數(shù)字設(shè)計(jì)中運(yùn)行良好，不是因?yàn)樗鼈兪菆A形的，而是因?yàn)榻锹涮《粫?huì)引起嚴(yán)重的問(wèn)題。

今天，只有微波設(shè)計(jì)師需要擔(dān)心直角彎曲。在微波速度下，大約是大多數(shù)數(shù)字設(shè)計(jì)的10倍，寄生電容是問(wèn)題的10倍。此外，微波設(shè)計(jì)師經(jīng)常使用大而脂肪，100密耳的痕跡來(lái)減少皮膚效應(yīng)的損失，因此它們的角落電流大10倍。它們也傾向于線(xiàn)性級(jí)聯(lián)多個(gè)階段。級(jí)聯(lián)總結(jié)了每個(gè)階段的缺陷，使微波設(shè)計(jì)對(duì)微小缺陷的敏感性提高了約10倍?？偟膩?lái)說(shuō)，當(dāng)代微波設(shè)計(jì)對(duì)直角彎曲的敏感度是數(shù)字設(shè)計(jì)的1000倍。

隨著數(shù)字設(shè)計(jì)向更高的速度發(fā)展，您最終可能會(huì)達(dá)到直角彎曲開(kāi)始變得重要的程度。例如，拐角剛剛開(kāi)始影響10-Gbps串行連接的設(shè)計(jì)，并且它們也可以明顯地對(duì)某些路由不良的差分對(duì)的偏斜做出貢獻(xiàn)。如果你積累了很多角落，就像在蛇形延遲結(jié)構(gòu)中那樣，你可能會(huì)開(kāi)始看到一點(diǎn)額外的延遲。除了這些極端應(yīng)用之外，直角彎曲仍保持電氣透明。

一些制造工程師抱怨在使用波峰焊設(shè)備時(shí)使用直角彎頭。他們擔(dān)心任意焊球或焊劑會(huì)被困在內(nèi)角。采用回流焊接和良好的焊料掩蔽，都不是問(wèn)題。關(guān)于直角彎道的可制造性，我沒(méi)有聽(tīng)到任何其他可信的負(fù)面評(píng)論，但我總是很高興聽(tīng)到其他經(jīng)驗(yàn)可能不同的人。