PCB板走線的直角彎曲在數(shù)字設計中表現(xiàn)非常出色

在大多數(shù)數(shù)字設計中，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到0.012 pF的。假設您使用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論，單個角落的反射太小而無法擔心。

有些人擔心傳導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。當然，單個電子以高速移動，但是當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，從更遠的地方進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)字設計中運行良好，不是因為它們是圓形的，而是因為角落太小而不會引起嚴重的問題。

今天，只有微波設計師需要擔心直角彎曲。在微波速度下，大約是大多數(shù)數(shù)字設計的10倍，寄生電容是問題的10倍。此外，微波設計師經(jīng)常使用大而脂肪，100密耳的痕跡來減少皮膚效應的損失，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)總結了每個階段的缺陷，使微波設計對微小缺陷的敏感性提高了約10倍?？偟膩碚f，當代微波設計對直角彎曲的敏感度是數(shù)字設計的1000倍。

隨著數(shù)字設計向更高的速度發(fā)展，您最終可能會達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。如果你積累了很多角落，就像在蛇形延遲結構中那樣，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備時使用直角彎頭。他們擔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。關于直角彎道的可制造性，我沒有聽到任何其他可信的負面評論，但我總是很高興聽到其他經(jīng)驗可能不同的人。