您是否应该通过通孔以直角放置走线?

电器工程 电路板 通过
2022-01-16 23:50:03

我了解应避免使用直角 pcb 走线,因为它可能会在制造过程中引起问题。

但是通过通孔的直角呢?这会有什么负面影响吗?

我有一个多层板,我没有那么多空间。我遇到了一个点,我可以放置通孔的唯一位置就在我要连接的焊盘旁边,而我的迹线来自正上方。

2个回答

“因为它可能会在制造过程中引起问题”

如果直角走线松动,您必须去找另一家 PCB 制造商。优质的PCB不再有这个问题。

在 HF 板上避免直角,因为它们会引起辐射(参考,第 14 页)。否则,唯一的原因似乎是审美。您可以安全地从电路板另一侧的过孔中分离出任何您想要的方向。

如果您的电路板是 HF 板,请记住,通孔会导致额外的电感和电容,并会导致反射,因为它们会改变特性阻抗。

避免直角的原因是它会导致为信号完整性布线的走线不连续。

这是由两种不同的物理现象引起的。

1:波前在一小段延迟后与自身相互作用,其方式与电感器或电容器相同(分别为 H 或 E 场)

2:直角角含铜较多,所以阻抗不同。

与任何信号(无论是否有迹线)一样,如果它的介质阻抗发生突然变化,您就会创建一个谐振电路。

这与任何信号频率有关。重要的是边缘的速度。

对于正弦波,除非您的信号频率处于非常高的频率,否则这不是问题。但是对于数字信号,对于任何边沿,您都会得到一系列上升和下降时间与占空比相结合的谐波。这会产生一个“无限”的谐波系列(实际上超过 100 个左右是如此之小,低于噪声)我们将这些谐波视为振铃,因为走线阻抗不匹配的过滤效应。
请记住,如果它是 1kHz 或 1GHz 信号,这并不重要,唯一的区别是谐波的大小和数量,而不是它们的位置。

当然,您会得到信号本身的相关谐波,并且由于上升和下降时间永远不会小于信号周期的一半,它们密切相关(对于周期性信号),因此很容易混淆。

现在,如果这些谐波中的任何一个位于我们不连续性的共振频率的位置,我们就会得到发射,或者更糟糕的是,振铃非常糟糕,以至于我们的信号被破坏了。

您可以通过使拐角始终保持相同宽度来避免(2)。想象一条窄纸条以 45 度角折叠,没有角,只有倒角。
您可以通过避免直角来避免 (1),但是对于大多数信号和电路敏感性而言,这并不是真正的问题。

现在回到问题:

对于通孔,我们有一个问题。无论我们喜欢与否,通孔都会引入不连续性,因为它是环形圈。这意味着原因(2)对于通孔变得无关紧要并且(几乎)无法避免。环形右边的效果会比走线宽度上的凸点差很多。

并且 (1) 不适用于通孔,因为通孔通常会将信号通过平面路由到另一层。场线不会穿过平面,因此消除了影响,但是,穿过平面的信号也会产生其自身的不连续性,除非经过精心设计,否则阻抗会发生更大的变化。

结论:
除非您处理非常高的频率,否则不要担心通孔的正确角度,但要担心快速边缘或高频(尤其是两者)的通孔。