在大多數(shù)數(shù)字設(shè)計中,直角彎曲比上升邊緣小。例如,F(xiàn)R-4中8密耳寬,50W微帶跡線中通過直角彎曲的延遲大約為1微秒。這不到100 psec上升時間的1%。對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主要影響:輕微的延遲加上一些過剩的集總電容。您可能會想到,當(dāng)信號穿過直角時,軌跡似乎在拐角處變寬。這個簡單的想法解釋了為什么你會看到角落附近的電容過大(阻抗較低)。
對于FR-4中的8密耳寬,50W微帶傳輸線,多余的集總電容可以達(dá)到0.012 pF的。假設(shè)您使用100-psec的上升和下降時間,從該電容性不連續(xù)處反彈的反射信號的大小是輸入步幅的0.30%(即0.003)。我從這個分析中得出結(jié)論,單個角落的反射太小而無法擔(dān)心。
有些人擔(dān)心傳導(dǎo)電子的傳播速度太快,以至于它們無法繞過方角。也許他們可能會反射或飛向太空。這樣的論證是荒謬的。當(dāng)然,單個電子以高速移動,但是當(dāng)它們從原子反彈到原子時,它們的總體漂移速度小于1英寸/秒。你的平均電子會變成某種東西,并在10密耳的長度上改變方向數(shù)十億次。電子在拐角處沒有任何問題。
在尖銳的尖角處電場集中是否會產(chǎn)生大量輻射? Hogwash。當(dāng)一條軌跡圍繞一個角落時,它始終與底層參考平面保持恒定距離。除了在拐角的實際尖端附近的適度擾動之外,從軌跡到平面的電場強(qiáng)度在沿著該軌道的任何點處都不會發(fā)生根本變化。確實,直接與拐角相鄰的微觀電場探測器將檢測到該場濃度。但是,從更遠(yuǎn)的地方進(jìn)行的測量可以解釋沿著整個軌跡發(fā)生的所有事物的平均值,而不僅僅是在拐角處。角落,因為它太小,不會明顯影響遠(yuǎn)場輻射。
布局專業(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)計中運(yùn)行良好,不是因為它們是圓形的,而是因為角落太小而不會引起嚴(yán)重的問題。
今天,只有微波設(shè)計師需要擔(dān)心直角彎曲。在微波速度下,大約是大多數(shù)數(shù)字設(shè)計的10倍,寄生電容是問題的10倍。此外,微波設(shè)計師經(jīng)常使用大而脂肪,100密耳的痕跡來減少皮膚效應(yīng)的損失,因此它們的角落電流大10倍。它們也傾向于線性級聯(lián)多個階段。級聯(lián)總結(jié)了每個階段的缺陷,使微波設(shè)計對微小缺陷的敏感性提高了約10倍??偟膩碚f,當(dāng)代微波設(shè)計對直角彎曲的敏感度是數(shù)字設(shè)計的1000倍。
隨著數(shù)字設(shè)計向更高的速度發(fā)展,您最終可能會達(dá)到直角彎曲開始變得重要的程度。例如,拐角剛剛開始影響10-Gbps串行連接的設(shè)計,并且它們也可以明顯地對某些路由不良的差分對的偏斜做出貢獻(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,你可能會開始看到一點額外的延遲。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)備時使用直角彎頭。他們擔(dān)心任意焊球或焊劑會被困在內(nèi)角。采用回流焊接和良好的焊料掩蔽,都不是問題。關(guān)于直角彎道的可制造性,我沒有聽到任何其他可信的負(fù)面評論,但我總是很高興聽到其他經(jīng)驗可能不同的人。
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