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PCB拐弯,不一定是圆弧走线最好

2024-04-08

在PCB布线中有三种常用的拐弯方式:直角、45度,圆弧(如下图)。哪一种拐弯方式最好呢?这个问题根据经验比较容易回答,大多数会是圆弧>双45度>直角,但是经验性的东西不能定性而且总是在一定范围内有效,只有通过全波电磁场求解器才能准确地研究这个问题。单端走线拐弯不涉及到模态转化,因此以差分线为例。


一、叠层

为了研究以上结构,在3D电磁场求解器Simbeor中创建所需要的模型。选择常用的4层板,材料参数:阻焊DK=3.3,LT=0.02,PP板Dk=3.3,LT=0.02,core内芯DK=4.7,LT=0.02叠层设置如下

(板材截面图)


二、结构

1、90度拐角:

微带线线宽15mil,线距22mil,两根线的长度差是209.5mil


2、45度拐角

微带线线宽15mil,线距22mil,两根线的长度差63mil


3、圆弧拐角

微带线线宽15mil,线距22mil,两根线的长度差59mil


三、仿真出结果

1、差模反射S[D1,D1]


2、差模插损S[D1,D2]


3、近端模态转换S[D1,C1]


4、远端模态转换S[D1,C2]


四、结论:

1、差模回损反而是45度拐角最好(不是圆弧),这可能在很多人意料之外;

2、差模插损圆角拐弯最好,45度也差不到哪里去,90度最差,设计的时候尽量主要避免90度,;

3、近端模态转换,这个时候圆角最好,出人意料的是在10GHz之前的频段,直角居然比45度要好;

4、远端模态转换,这个时候直角最差,比另外两种高出1.4dB,圆弧和45度很相近。但是不管是哪一种拐弯方式,到了20GHz的时候,远端模态转换达到了-5dB,在28Gbps/56Gbps的高速串行总线中要对这种拐弯进行补偿。

5、补偿拐角带来的远端模态转换的一种方式就是用另外一个转向相反的拐弯来使得走线成一个中心对称的形式。

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