本發(fā)明涉及通訊設(shè)備領(lǐng)域,尤其涉及一種電路板。
背景技術(shù):
隨著通訊行業(yè)的迅猛發(fā)展,對通訊設(shè)備的要求也越來越高。由于差分對走線能夠極大地降低信號的電氣噪聲效應,因此,在高速電路設(shè)計中,差分對走線也被越來越廣泛地應用著。通俗地來講,差分對信號驅(qū)動端發(fā)送兩個等值、反相的信號,接收端通過比較這兩個電壓的差值來判斷邏輯狀態(tài)為“0”還是“1”,而承載差分信號的那一對走線就稱為差分對走線。差分對信號和普通的單端信號走線相比,最明顯的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下三個方面:
a.抗干擾能力強,因為一個差分對中的兩個差分線之間的耦合很好,當外界存在噪聲干擾時,幾乎是同時被耦合到兩條線上,而接收端關(guān)心的只是兩個信號的差值,所以外界的共模噪聲可以被完全抵消。
b.能有效抑制電磁干擾(electromagneticinterference,emi),同樣的道理,由于兩根信號的極性相反,它們對外輻射的電磁場可以相互抵消,耦合的越緊密,泄放到外界的電磁能量越少。
c.時序定位精確,由于差分信號的開關(guān)變化是位于兩個信號的交點,而不像普通單端信號依靠高低兩個閾值電壓判斷,因而受工藝,溫度的影響小,能降低時序上的誤差,同時也更適合于低幅度信號的電路。
但即使差分對走線相較于單端走線的優(yōu)勢明顯,其也仍然有缺陷,差分對兩條信號線之間的耦合、信號線之間的互感和互容會引起信號線上的噪聲,這就是串擾,當兩個差分對平行走線,那么串擾就會增加,例如現(xiàn)有技術(shù)中常采 用的“gssg”疊層設(shè)計,即“接地平面-信號層-信號層-接地平面”,如圖1所示的電路板,包括第一信號層1和第二信號層2,其中第一差分對3被設(shè)置在第一信號層1上,第二差分對4設(shè)置在第二信號層2上:第一差分對3和第二差分對2采用平行走線,而且兩個差分對之間的距離較近,所以串擾相當大,信號完整性受到抑制。這時,如果想要減小串擾,常見的做法就是將第一差分對3向右移動,使第一差分對3與第二差分對4的距離較遠,如圖2所示。這樣的做法雖然減小了第一差分對3和第二差分對4之間的串擾,但卻同時降低了走線的密度,增加了制板成本。所以說,依照現(xiàn)有技術(shù)的電路板設(shè)計,在信號的完整性和走線密度之間存在不可調(diào)和的矛盾。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的主要技術(shù)問題是,提供一種電路板,用以解決現(xiàn)有電路板不能同時保證信號完整性與走線密度的技術(shù)問題。
為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種電路板,其特征在于,包括第一類型走線單元和第二類型走線單元;
所述第一類型走線單元為設(shè)置在同一信號層的差分走線單元,每一個所述差分走線單元包括兩個差分線;
所述第二類型走線單元設(shè)置于所述電路板上電場場強最弱的區(qū)域,所述電場場強最弱的區(qū)域包括所述第一類型走線單元內(nèi)兩個差分線之間電場場強最弱的區(qū)域或所述第一類型走線單元之間電場場強最弱的區(qū)域。
在本發(fā)明一種實施例中,所述電路板包括m個第一類型走線單元和2m-1個第二類型走線單元,所述m大于等于1。
在本發(fā)明一種實施例中,當所述第二類型走線單元設(shè)置于所述第一類型走 線單元內(nèi)兩個差分線之間電場場強最弱的區(qū)域時,所述第二類型走線單元位于所述第一類型走線單元內(nèi)兩個差分線的中垂線上。
在本發(fā)明一種實施例中,當所述第二類型走線單元設(shè)置于所述第一類型走線單元之間電場場強最弱的區(qū)域時,所述第二類型走線單元位于兩個所述第一類型走線單元電場相互抵消的區(qū)域。
在本發(fā)明一種實施例中,所述第二類型走線單元為差分走線單元,所述第二類型走線單元的兩個差分線設(shè)置于不同的信號層。
在本發(fā)明一種實施例中,所述第二類型走線單元的設(shè)置方式包括:
所述第二類型走線單元中兩個差分線中的任意一個與所述第一類型走線單元設(shè)置在同一信號層;
或,
所述第二類型走線單元中兩個差分線都設(shè)置在所述第一類型走線單元所在信號層之外的其他信號層。
在本發(fā)明一種實施例中,當所述第二類型走線單元設(shè)置于所述第一類型走線單元內(nèi)兩個差分線之間電場場強最弱的區(qū)域時,所述第二類型走線單元的兩個差分線間的中垂線與所述第一類型走線單元的一個差分線到另一個差分線的連線重合;
當所述第二類型走線單元設(shè)置于所述第一類型走線單元之間電場場強最弱的區(qū)域時,所述第二類型走線單元的兩個差分線間的中垂線與兩個所述第一類型走線單元之間連線重合。
在本發(fā)明一種實施例中,所述第二類型走線單元為單端走線單元。
在本發(fā)明一種實施例中,所述單端走線單元為一個單端線的單端走線單元或兩個單端線的單端走線單元;
當所述第二類型走線單元為兩個單端線的單端走線單元時,兩個單端線設(shè)置在不同的信號層,所述第二類型走線單元的設(shè)置方式包括:
所述第二類型走線單元中兩個單端線中的任意一個與所述第一類型走線單元設(shè)置在同一信號層;
或,
所述第二類型走線單元中兩個單端線都設(shè)置在所述第一類型走線單元所在信號層之外的其他信號層。
在本發(fā)明一種實施例中,當所述第二類型走線單元為兩個單端線的單端走線單元時,
當所述第二類型走線單元設(shè)置于所述第一類型走線單元內(nèi)兩個差分線之間電場場強最弱的區(qū)域時,所述第二類型走線單元的兩個單端線間的中垂線與所述第一類型走線單元的一個差分線到另一個差分線的連線重合;
當所述第二類型走線單元設(shè)置于所述第一類型走線單元之間電場場強最弱的區(qū)域時,所述第二類型走線單元的兩個單端線間的中垂線與兩個所述第一類型走線單元之間的連線重合。
本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明提供的電路板,通過將第二類型走線單元設(shè)置在一個差分走線單元內(nèi)電場場強最弱的區(qū)域或者差分走線單元之間的電場場強最弱的區(qū)域,和現(xiàn)有技術(shù)相比,在增大了走線密度的同時,又使第二類型走線單元受到第一類型走線單元的電場干擾最小,保證了第一類型走線單元與第二類型走線單元的信號的完整性,從而有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中信號的完整性和走線密度之間的矛盾。
附圖說明
圖1為一種現(xiàn)有電路板的剖面圖;
圖2為一種現(xiàn)有電路板的剖面圖;
圖3為電路板上電場場強最弱的區(qū)域的分布示意圖;
圖4為本發(fā)明實施例一提供的一種電路板的剖面圖;
圖5為本發(fā)明實施例一提供的另一種電路板的剖面圖;
圖6為本發(fā)明實施例一提供的另一種電路板的剖面圖;
圖7為本發(fā)明實施例一提供的另一種電路板的剖面圖;
圖8為本發(fā)明實施例一提供的另一種電路板的剖面圖;
圖9為本發(fā)明實施例二提供的一種電路板的剖面圖;
圖10為本發(fā)明實施例二提供的另一種電路板的剖面圖;
圖11為本發(fā)明實施例二提供的另一種電路板的剖面圖;
圖12為本發(fā)明實施例二提供的另一種電路板的剖面圖;
圖13為本發(fā)明實施例二提供的另一種電路板的剖面圖;
圖14為本發(fā)明實施例三提供的一種電路板的剖面圖;
圖15為本發(fā)明電路板與現(xiàn)有電路板的串擾仿真結(jié)果示意圖。
具體實施方式
請參考圖3,圖3為電路板上電場場強最弱的區(qū)域的分布示意圖。該電路板包括第一信號層1、第二信號層2和第三信號層3,設(shè)置在第二信號層2上的第一類型走線單元4和4’為差分走線單元,將兩個差分走線單元設(shè)置在同一信號層,即,第二信號層2。按照現(xiàn)有的布線原則,考慮到各個走線單元之間的串擾,會將第二類型走線單元依照相同的設(shè)置規(guī)則被設(shè)置在盡量遠離第一類型走線單元4和第一類型走線單元4’的區(qū)域來減小串擾,但是這樣就會減小電路板的布 線密度,從而提高了制作電路板的成本。
在本發(fā)明中,將第二類型走線單元設(shè)置在電路板上電場場強最弱的區(qū)域,以此保證第二類型走線單元受到第一類型走線單元的電場的影響最小。應當理解的是,這些區(qū)域就包括第一類型走線單元內(nèi)兩個差分線之間電場場強最弱的區(qū)域和第一類型走線單元之間電場場強最弱的區(qū)域,如圖3中的第一類型走線單元4中兩個差分線之間區(qū)域5、第一類型走線單元4’中兩個差分線之間區(qū)域5’或者是兩個第一類型走線單元4和4’之間的區(qū)域6。在這些區(qū)域內(nèi),第一類型走線單元的電場會進行一定的相互抵消,因此會使總的電場場強減小。
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白,下面通過具體實施方式結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
實施例一:
在上述基礎(chǔ)上,本實施例以將第二類型走線單元7設(shè)置在第一類型走線單元4內(nèi)兩個差分線之間電場場強最弱的區(qū)域5為例。優(yōu)選地,本實施例將第二類型走線單元7設(shè)置在第一類型走線單元4內(nèi)兩個差分線的中垂線上,在中垂線這個區(qū)域,第一類型走線單元4中第一差分線41和第二差分線42的電場幾乎已經(jīng)完全抵消,因此,第二類型走線單元7受到的影響會很小。
若第二類型走線單元為差分走線單元,為了使其兩個差分線都受到較小的電場影響,就將其兩個差分線分別設(shè)置在不同的信號層,圖4至圖6給出了第二類型走線單元為差分走線單元時的幾種設(shè)置方式:
第二類型走線單元7中兩個差分線中的任意一個與第一類型走線單元設(shè)置在同一信號層,如圖4所示:
將第二類型走線單元7中的第四差分線72設(shè)置在與第一類型走線單元4所在的信號層。當然也可以將第二類型走線單元7的第三差分線71設(shè)置在與第一 類型走線單元4所在的信號層。
第二類型走線單元7中兩個差分線都設(shè)置在第一類型走線單元4所在信號層之外的其他信號層。請參考圖5和圖6:
圖5中將第二類型走線單元7的兩個差分線,即第三差分線71和第四差分線72都設(shè)置在與第一類型走線單元4不同的信號層,且第二類型走線單元7的兩個差分線所在的信號層都在第一類型走線單元4所在信號層之上。
當然,毫無疑義的是,除圖5所示出設(shè)置方式以外,第二類型走線單元7的兩個差分線所在的信號層也可以在第一類型走線單元4所在信號層之下?;蛘呷鐖D6所示的,將第二類型走線單元7的第三差分線71設(shè)置在第一類型走線單元4所在信號層之上的其他信號層,第四差分線72設(shè)置在第一類型走線單元4所在信號層之下的其他信號層。優(yōu)選的,在本實施例提供的電路板為“gsssg”的結(jié)構(gòu),即“接地平面-信號層-信號層-信號層-接地平面”的結(jié)構(gòu),其包含三個信號層,第二類型走線單元7的第三差分線71與第四差分線72間的中垂線與第一類型走線單元4的一個差分線到另一個差分線的連線重合,在這種情況下,第一類型走線單元4正好處于第二類型走線單元7中兩個差分線之間的中垂線上,在這里,第二類型走線單元7中兩個差分線的電場幾乎已經(jīng)完全抵消,第一類型走線單元4受到的電場影響影響也為最小,因此第一類型走線單元4與第二類型走線單元7之間的串擾最小。
當?shù)诙愋妥呔€單元7為單端走線單元時,其設(shè)置情況可依據(jù)第二類型走線單元7的具體類型而定,單端走線單元分為一個單端線的單端走線單元和兩個單端線的單端走線單元,當?shù)诙愋妥呔€單元7為兩個單端線的單端走線單元時,可以參照第二類型走線單元7為差分走線單元的設(shè)置情況進行設(shè)定,這里就不再贅述。
下面詳細介紹第二類型走線單元7為一個單端線的單端走線單元時的設(shè)置情況,事實上,當?shù)诙愋妥呔€單元7為一個單端線的單端走線單元時,情況簡單得多,第二類型走線單元7可以與第一類型走線單元4設(shè)置在不同的信號層,如圖7,可以理解的是,圖7中第二類型走線單元7的位置并不是本發(fā)明能給出的唯一位置。第二類型走線單元7也可以與第一類型走線單元4設(shè)置在同一信號層,如圖8所示。
在本實施例中,第二類型走線單元設(shè)置在第一類型走線單元內(nèi)兩個差分線之間電場場強最弱的區(qū)域,假設(shè)在本實施例中提供的電路板上設(shè)置m個第一類型走線單元,那么該電路板上最多可以設(shè)置上述第二類型走線單元的個數(shù)也為m個。
實施例二:
本實施例以將第二類型走線單元7設(shè)置在第一類型走線單元4和4’之間電場場強最弱的區(qū)域6為例。優(yōu)選地,本實施例將第二類型走線單元7設(shè)置在兩個第一類型走線單元電場相互抵消的區(qū)域6,請參照圖9,圖9中的電路板上設(shè)置了兩個第一類型走線單元4和4’,由于第一類型走線單元4和4’均為差分走線單元,因此,第一類型走線單元4包括第一差分線41和第二差分線42,第一類型走線單元4’包括第五差分線41’和第六差分線42’。第二差分線42和第五差分線41’之間的中垂線上,兩個第一類型走線單元之間的電場幾乎已經(jīng)完全抵消,因此,第二類型走線單元7受到的影響會很小。若第二類型走線單元7為差分走線單元,為了使第三差分線71和第四差分線72都受到較小的電場影響,就將其兩個差分線分別設(shè)置在不同的信號層,使其整體均處于第二差分線42和第五差分線41’之間的中垂線上,即兩個第一類型走線單元4和4’的電場相互抵消的區(qū)域6。圖9至圖11給出了第二類型走線單元7為差分走線 單元時的幾種設(shè)置方式:
第二類型走線單元7中兩個差分線中的任意一個與第一類型走線單元設(shè)置在同一信號層,如圖9所示:
將第二類型走線單元7中第四差分線72設(shè)置在與第一類型走線單元4和4’所在的信號層。當然也可以將第二類型走線單元7的第三差分線71設(shè)置在與第一類型走線單元4和4’所在的信號層。
第二類型走線單元7中兩個差分線都設(shè)置在第一類型走線單元4和4’所在信號層之外的其他信號層。請參考圖10和圖11:
圖10中將第二類型走線單元7的第三差分線71和第四差分線72都設(shè)置在與第一類型走線單元4和4’不同的信號層,且第二類型走線單元7的兩個差分線所在的信號層都在第一類型走線單元所在信號層之上。
當然,毫無疑義的是,除圖10所示出的設(shè)置方式以外,第二類型走線單元的兩個差分線所在的信號層也可以在第一類型走線單元4和4’所在信號層之下?;蛘?,如圖11所示的,將第二走線單元7的第三差分線71設(shè)置在第一走線單元4和4’所在信號層之上的其他信號層,第四差分線72設(shè)置在第一類型走線單元4和4’所在信號層之下的其他信號層。優(yōu)選的,在本實施例的設(shè)置中,第二類型走線單元7的第三差分線71和第四差分線72間的中垂線與第一類型走線單元4與第一類型走線單元4’之間的連線重合,在這種情況下,兩個第一類型走線單元4和4’正好處于第二類型走線單元7中兩個差分線之間的中垂線上,在這里,第二類型走線單元7中兩個差分線的電場幾乎已經(jīng)完全抵消,兩個第一類型走線單元4和4’受到的電場影響影響也為最小,因此第一類型走線單元4和4’與第二類型走線單元7之間的串擾最小。
當?shù)诙愋妥呔€單元7為單端走線單元時,其設(shè)置情況可依據(jù)第二類型走 線單元7的具體類型而定,單端走線單元分為一個單端線的單端走線單元和兩個單端線的單端走線單元,當?shù)诙愋妥呔€單元7為兩個單端線的單端走線單元時,可以參照第二類型走線單元7為差分走線單元的設(shè)置情況進行設(shè)定,這里就不再贅述。
下面詳細介紹第二類型走線單元7為一個單端線的單端走線單元時的設(shè)置情況,事實上,當?shù)诙愋妥呔€單元7為一個單端線的單端走線單元時,情況簡單得多,第二類型走線單元7可以與第一類型走線單元4和4’設(shè)置在不同的信號層,如圖12,可以理解的是,圖12中第二類型走線單元7的位置并不是本發(fā)明能給出的唯一位置。第二類型走線單元7也可以與第一類型走線單元4和4’設(shè)置在同一信號層,如圖13所示。
在本實施例中,第二類型走線單元設(shè)置在第一類型走線單元之間電場場強最弱的區(qū)域,假設(shè)在本實施例中提供的電路板上設(shè)置m個第一類型走線單元,那么該電路板上最多可以設(shè)置上述第二類型走線單元的個數(shù)為m-1個。
實施例三:
可以理解的是,在實施例一和實施例二的基礎(chǔ)上,在本發(fā)明提供的電路板可以同時在第一類型走線單元內(nèi)兩個差分線之間電場場強最弱的區(qū)域和第一類型走線單元之間電場場強最弱的區(qū)域設(shè)置第二類型走線單元,因此,本發(fā)明提供的電路板上最多可以設(shè)置第二類型走線單元的個數(shù)為2m-1。本實施例提供一種同時在上述兩個區(qū)域設(shè)置第二類型走線單元的電路板,如圖14所示。
圖15為本發(fā)明電路板與現(xiàn)有電路板的串擾測試結(jié)果示意圖,圖中橫軸表示頻率,縱軸表示串擾大小,曲線a代表現(xiàn)有電路板的串擾仿真結(jié)果,曲線b代表本發(fā)明電路板的串擾仿真結(jié)果。從仿真結(jié)果中可以看出,本發(fā)明的電路板中個走線單元之間的串擾明顯更低。
圖14所給出的示例中,三個第二類型走線單元7、7’和7”均為差分走線單元,但本領(lǐng)域技術(shù)人員應該知道,在第二類型走線單元7、7’和7”所在的區(qū)域設(shè)置單端走線單元也是可行的,另外,采用不同型號的差分走線單元,那么兩個差分線的間距也會不同,故,差分線的間距不應該限定本發(fā)明保護范圍。
盡管在上面提供的三個實施例的附圖都采用了“gsssg”的設(shè)計結(jié)構(gòu),但是結(jié)合上述文字描述,本領(lǐng)域技術(shù)人員應該明白,這并不表示本發(fā)明一定要在具有三個信號層的電路板上才能實現(xiàn)。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明,不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以做出若干簡單推演或替換,都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。