Gibt es einen Nachteil beim Ändern der Trace-Breite in der Mitte eines Trace?

Angenommen, ich habe eine Spur, die über ein Brett läuft. Es ist 50 mil der größte Teil seiner Länge, aber an einer kurzen Stelle verengt es sich auf 25 mil, um es durch einen engen Bereich zu schaffen. Wie ich am besten beurteilen kann, ist dies einer 25-mil-Spur gleicher Länge vorzuziehen und einer 50-mil-Spur nur geringfügig unterlegen, ohne dass sich die wenigen Prozent ihrer Länge auf 25 mil verengen.

Gibt es einen Nachteil bei der Verengung? Seltsame Hochfrequenzeffekte? EMI? Offensichtlich haben Spuren viele Verwendungsmöglichkeiten, einschließlich Stromversorgung, Übertragung von Signalen mit unterschiedlichen Frequenzen, Erdung ... also unter welchen Umständen wird dies von Bedeutung sein?

Ja, aber diese Nachteile können vernachlässigbar sein.

Nachteil 1: Hochfrequenzsignale stoßen auf eine Diskontinuität.

Ich würde mir bei ein paar hundert Megahertz Sorgen machen, weil die Änderung der Leiterbahnbreite die charakteristische Impedanz (nicht nur den Gleichstromwiderstand) dieser Leitung ändert. Die Diskontinuität ändert die Streuparameter, erzeugt Oberwellen, Reflexionen und andere kopfschmerzauslösende Probleme.

Nachteil 2: Spannungsabfall (und erhöhte Verlustleistung) durch höheren Spurwiderstand.

Wenn der Prozentsatz der Spur mit verringerter Breite weniger als 10% beträgt, würde ich mir keine Sorgen machen. Alle diese Effekte können jedoch für Ihr potenzielles Design berechnet werden.

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Zum einen ermöglichen viele PCB-Layout-Programme das "Einschnüren" von Spuren aufgrund nicht verbundener Pads oder Sperrbereiche oder integrieren diese automatisch. Dies ist eine Verringerung der Spurbreite für einen Teil der Spur.

Es gibt einige Bedenken hinsichtlich einer solchen Verringerung der Spurenbreite:

1. Wenn die reduzierte Spurenbreite über eine längere Strecke liegt, führt der erhöhte Widerstand der schmaleren Spur zu mehr Wärme und leitet die erzeugte Wärme weniger leicht ab als die breitere Spur. Bei kurzen Halsabschnitten ist dies nicht so wichtig, da die Wärme auf die breiteren Spuren auf beiden Seiten des Halses übertragen wird.

2. Die engste Spurbreite ist diejenige, die bestimmt, wie viel Strom von der Spur getragen werden kann. Wenn die schmale Spur immer noch breit genug ist, ist es für moderate Signalfrequenzen kein großes Problem, die Spur durchgehend gleich schmal zu haben, anstatt überhaupt breitere Abschnitte zu haben.

3. Probleme mit Signalimpedanz und Signalreflexion, wie in Kommentaren und anderen Antworten dargelegt - speziell für Signale mit höherer Frequenz.

Wenn Sie mit hohen Frequenzen (um 100 MHz und höher) zu tun haben, ist dies definitiv von Bedeutung. Die Änderung der Spurenbreite wird als Diskontinuität angesehen, die eine Fehlanpassung verursacht und letztendlich zu unerwünschten Reflexionen führt. Sie werden die Auswirkungen auf die Timing-Flanken und damit auf die digitalen E / A-Pegel sehen.

EMI würde vom Layout-Routing und der Isolation (oder eher dem Fehlen einer angemessenen Isolation) zwischen benachbarten Spuren abhängen. Streifenleitung gegen Mikrostreifen.

Bei Niederfrequenzbetrieben ist der wichtigste Faktor, der berücksichtigt werden muss, die Strommenge, die von der Spur und der Wärme getragen wird. Die sichere Stromtragfähigkeit der Spur wird durch den engsten Abschnitt der Spur bestimmt.

Aus den von Ihnen angegebenen Daten geht hervor, dass Sie mit einer 50-mil-Ablaufverfolgung eine Hochstromanwendung planen. Für ein Standard-FR4-1-Unzen-Kupfer sind 20 mil für die 1A-Streifenleitungsführung gut. Andere verwenden manchmal dicke Spuren für Robustheit in der Produktion.