PCB为什么不能直角走线？｜DF创客周刊（第 14 期）

采访过苹果CEO库克的B站up主何同学，在近期更新一条视频中，有出现过他自己设计的PCB图。很多人说他不应该直角走线。



PCB为什么不能直角走线呢？


以下内容来自@老wu：

现在但凡打开SoC原厂的pcb Layout Guide，都会提及到高速信号的走线的拐角角度问题，都会说高速信号不要以直角走线，要以45度角走线，并且会说走圆弧会比45度拐角更好。

事实是不是这样？PCB走线角度该怎样设置，是走45度好还是走圆弧好？90度直角走线到底行不行？



对于高速数字信号来说，90°拐角对高速信号传输线会造成一定的影响，对于我们现在高密高速pcb来说，一般走线宽度为4-5mil，一个90°拐角的电容量大约为10fF，经测算，此电容引起的时延累加大约为0.25ps，所以，5mil线宽的导线上的90°拐角并不会对现在的高速数字信号（100-psec上升沿时间）造成很大影响。

而对于高频信号传输线来说，为了避免集肤效应（Skin effect）造成的信号损坏，通常会采用宽一点的信号传输线，例如50Ω阻抗，100mil线宽，这90°拐角处的线宽约为141mil，寄生电容造成的信号延时大约为25ps，此时，90°拐角将会造成非常严重的影响。

同时，微波传输线总是希望能尽量降低信号的损耗，90°拐角处的阻抗不连续和而外的寄生电容会引起高频信号的相位和振幅误差、输入与输出的失配,以及可能存在的寄生耦合,进而导致电路性能的恶化,影响 PCB 电路信号的传输特性。

关于90°信号走线，老wu自己的观点是，尽量避免以90°走线，纳尼？前面不是说90°拐角对高速数字信号的影响可以忽略吗？

单个90°拐角对高速数字传输线所带来的信号质量影响，相对于导线与参考平面高度的偏差，导线自身蚀刻过程中线宽线距均匀性的变化偏差，板材介电常数对频率信号的变化，甚至过孔寄生参数所带来的影响都要比90°拐角所带来的问题大得多。

但是如今的高速数字电路传输线总避免不了要绕等长的，十几二十个拐角叠加起来，这90°拐角所累计叠加起来的影响造成的信号上升延时将变得不可忽略。高速信号总是沿着阻抗的路径传输，以90°拐角绕等长，最终的实际信号传输路径会比原来的要略短一些。

而且现在的高速数字信号传输速率正在变得越来越高，目前的HDMI2.0标准，传输带宽速率已经达到了18Gbps，90°拐角走线将不再符合要求，而且现在都21世纪了，现在的EDA软件即便是那些使用的，对45°走线都已经支持的很好了。

同时，以90°拐角走线，以工程美学来说，也不太符合人们的审美观。所以，对于现在的layout来说，不论你是不是走的高频/高速信号线，我们都要尽量避免以90°拐角进行走线，除非有特殊的要求。

对于大电流走线，有时我们会以铺铜铜皮替换走线的方式布线，在铺铜的拐角处，也需要以两个45°拐角替换90°拐角，这样不仅美观，而且不会存在EMI隐患。

完整内容可以查看：PCB走线为什么不能走90度的直角[1]


图片&视频

自行车智能悬挂


在这个项目中，作者使用了Arduino Nano 33 BLE Sense上的运动传感器的数据——把传感器安装在自行车的悬架上，在不同条件的道路骑行。然后把数据采集之后通过神经网络处理，频谱分析和分类，生成一个ML模型（可以检测5种路面特征和骑手的运动状态），之后把模型部署到Nano 33 BLE Sense的程序中，搭配安装的一个角度伺服电机，可以调整自行车的悬挂旋钮。最后，成功实现悬架“智能化”——可以根据道路和活动的特点自动调整悬架的状态。来源[2]


DIY 自动车道门



一个使用 Arduino、ESP32、Raspberry Pi 和 Blynk 以相对便宜的价格DIY 自动车道门的教程。来源[3]

在面包板上打游戏



玩起来还挺有难度的 :)  来源[4]



"夜行者"Cyberdeck








一个非常酷的cyberdeck，副屏是一个简单的Wi-Fi扫描器，在ESP8266上运行，与SSD1306 OLED相配。可以扫描列出所有附近的接入点，以及Wi-Fi加密类型、信号强度和MAC地址。每个接入点显示3秒，然后再显示下一个。来源[5]

足球井字棋



脑力和球技的双重考验。来源[6]


多彩时钟


独特而多彩的时钟，数字的颜色每分钟都在变化。来源[7]


Fermion: 1.51”OLED 透明屏幕（带转接板）


这是一块带转接板的1.51”透明单色屏幕，分辨率为128x64(完全透明的区域分辨率为128 * 56，在靠近排线侧有一小块区域不能完全透明，但可显示)，显示颜色为蓝色，全视角显示。



尺寸小巧的转接板提供了GDI接口和SPI排针两种接线方式，为用户留有足够的使用和发挥的空间。

DFRobot还提供了多样化的显示例程，能满足用户的大部分基础显示需求。



详细参数可以参考小程序：Fermion: 1.51”OLED 透明屏幕（带转接板） 转接板轻薄小巧， 酷炫显示效果 ，极简接线

资讯

【新课上线】“从零上手行空板”系列直播课来啦！


这个系列的课程会带老师们从零上手行空板，围绕行空板和Mind+，在入门学习的同时，用丰富有趣的项目打开创客、信息科技、AI课程设计脑洞，用行空板助力更多天马行空的想法。来源[8]



参考资料

[1]PCB走线为什么不能走90度的直角: https://cloud.tencent.com/developer/article/1819784
[2]自行车智能悬挂: https://www.hackster.io/jallsonsuryo/smart-bike-suspension-7da023
[3]Automated Driveway Gates Version 2: https://www.hackster.io/k-gray/automated-driveway-gates-version-2-6d9b2e
[4]在面包板上打游戏: https://www.instagram.com/p/CkDPA7tMH1O/
[5]夜行者Cyberdeck: https://www.instagram.com/p/CkAxOcSNFQ9/
[6]足球井字棋: https://www.instagram.com/p/Chjsikijkt5/
[7]How to Make a Neopixel Rainbow Clock: https://www.instructables.com/How-to-Make-a-Neopixel-Rainbow-Clock/
[8]“从零上手行空板”系列直播课来啦！: https://mc.dfrobot.com.cn/thread-314518-1-1.html?fromuid=830836

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