Ich verstehe, dass rechtwinklige Leiterplattenspuren vermieden werden sollten, da dies Probleme bei der Herstellung verursachen kann.
Aber was ist mit einem rechten Winkel durch ein Via? Wird dies negative Auswirkungen haben?
Ich habe eine Mehrschichtplatte und ich habe nicht so viel Platz. Ich bin auf einen Punkt gestoßen, an dem ich ein Via nur direkt neben dem Pad platzieren kann, zu dem ich eine Verbindung herstellen möchte, und meine Spur kommt direkt von oben.
Antworten:
Wenn sich rechtwinklige Spuren lösen, müssen Sie zu einem anderen Leiterplattenhersteller gehen. Qualitativ hochwertige Leiterplatten haben dieses Problem nicht mehr.
Bei HF-Karten werden rechte Winkel aufgrund der von ihnen verursachten Strahlung vermieden ( siehe Seite 14 ). Ansonsten scheint der einzige Grund ästhetisch zu sein. Sie können sich sicher von Ihrem Via auf der anderen Seite des Boards trennen, egal in welche Richtung Sie möchten.
Wenn es sich bei Ihrer Karte um eine HF-Karte handelt, beachten Sie, dass Durchkontaktierungen eine zusätzliche Induktivität und Kapazität verursachen und Reflexionen verursachen, da sie die charakteristische Impedanz ändern.
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Der Grund für das Vermeiden von rechten Winkeln ist, dass es eine Diskontinuität in einer für die Signalintegrität gerouteten Spur verursacht.
Dies wird durch zwei verschiedene physikalische Phänomene verursacht.
1: Die Wellenfront interagiert mit sich selbst nach einer kleinen Verzögerung wie ein Induktor oder Kondensator (H- bzw. E-Felder)
2: Die rechtwinklige Ecke enthält mehr Kupfer, hat also eine andere Impedanz.
Wie bei jedem Signal (Trace Trace oder nicht) wird bei einer plötzlichen Änderung der Impedanz des Mediums ein Resonanzkreis erstellt.
Dies ist bei JEDER Signalfrequenz relevant . Auf die Geschwindigkeit der Kanten kommt es an.
Für eine Sinuswelle ist dies kein solches Problem, es sei denn, Ihre Signalfrequenz liegt auf einer wirklich hohen Frequenz. Für ein digitales Signal erhalten Sie für jede Flanke eine Reihe von Harmonischen der Anstiegs- und Abfallzeit in Kombination mit dem Arbeitszyklus. Dies erzeugt eine 'unendliche' Reihe von Harmonischen (in Wirklichkeit sind mehr als 100 Harmonische so klein, dass sie unterhalb des Rauschens liegen), dass diese Harmonischen aufgrund des Filtereffekts der fehlangepassten Impedanz der Spur klingeln.
Denken Sie daran, dass dies keine Rolle spielt, wenn es sich um ein 1-kHz- oder 1-GHz-Signal handelt. Der einzige Unterschied besteht in der Größe und Anzahl der Harmonischen, nicht in ihrer Position.
Natürlich erhalten Sie verwandte Harmonische des Signals selbst, und da die Anstiegs- und Abfallzeit niemals weniger als die Hälfte der Periode des Signals betragen kann, sind sie eng verwandt (für periodische Signale), was zu einer allgemeinen Verwirrung führt.
Wenn sich nun eine dieser Harmonischen an einer Stelle befindet, an der die Resonanzfrequenz unserer Diskontinuität liegt, entstehen Emissionen, oder noch schlimmer, die so stark klingeln, dass unsere Signale verfälscht werden.
Sie können (2) vermeiden, indem Sie die Ecken ringsum gleich breit machen. Stellen Sie sich einen schmalen Papierstreifen vor, der um 45 Grad gefaltet ist. Sie bekommen keine Ecke, Sie bekommen eine Fase.
Sie können (1) vermeiden, indem Sie rechte Winkel vermeiden. Bei den meisten Signalen und Schaltkreisempfindlichkeiten ist dies jedoch kein wirkliches Problem.
Nun zurück zur Frage:
Für Durchkontaktierungen haben wir ein Problem. Das Via führt eine Diskontinuität ein, wenn es uns gefällt oder nicht, weil es ringförmig ist. Das bedeutet, dass Grund (2) für Durchkontaktierungen irreliviert und (fast) unmöglich zu vermeiden ist. Die Wirkung des ringförmigen Rechts ist weitaus schlimmer als die Beule in der Spurbreite.
Und (1) gilt nicht für Durchkontaktierungen, da das Via normalerweise ein Signal zu einer anderen Ebene durch eine Ebene leitet. Die Feldlinien verlaufen nicht durch die Ebene, sodass der Effekt beseitigt wird. Das durch die Ebene verlaufende Signal erzeugt jedoch auch eine eigene Diskontinuität, die eine weitaus größere Änderung der Impedanz zur Folge hat, sofern sie nicht sorgfältig geplant wird.
Fazit:
Machen Sie sich keine Gedanken über die richtigen Spannungen in Vias, es sei denn, Sie haben es mit sehr hohen Frequenzen zu tun, aber machen Sie sich Gedanken über Vias für schnelle Flanken oder hohe Frequenzen (insbesondere für beide).
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