一種pcb及pcb布線方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及PCB(PrintedCircuitBord，印制電路板）技術領域，特別涉及一種 PCB及PCB布線方法。
【背景技術】
[0002] 串擾是指在PCB上，一個信號在傳輸信道上傳輸時因電磁耦合而在相鄰的傳輸信 道上產生一定的耦合電壓和耦合電流。
[0003] 目前，通常采用差分走線的方式來抑制相鄰信號傳輸信道之間的串擾，如圖1所 示的一種采用差分線對傳輸信號的PCB，包括用作信號傳輸信道的差分線對101和差分線 對102,差分線對101和差分線對102中分別包括兩條信號傳輸線，每個差分線對中的信號 傳輸線材質相同、長度相同、線寬相同、緊密靠近且成平行走線，其中，差分線對101和差分 線對102中的信號傳輸線的線寬包括8mil，差分線對101和差分線對102之間的線間距b 包括40mil;當差分線對101和差分線對102傳輸信號時，差分線對102因電磁耦合會在差 分線對101中的兩條信號傳輸線上疊加大小相等且極性相同的耦合電流以及耦合電壓，即 在差分線對101中的兩條信號傳輸線上產生的串擾信號相同；由于使用差分走線的方式傳 輸信號時，對應信號接收端的響應信號為兩條信號傳輸線的傳輸信號的差值，在差分線對 101中的兩條信號傳輸線上疊加相同的串擾信號對差分線對101對應的信號接收端接收到 的響應信號較??；差分線對102與前述差分線對101的工作原理相同。
[0004] 但是，上述技術方案中，當兩個差分線對的線間距較小時，相鄰差分線對間依然存 在較強的串擾信號；比如，差分線對101和差分線對102間的線間距為30mil時，差分線對 101分別作用在差分線對102的兩條信號傳輸線上的串擾信號相差較大，差分線對102中對 應信號接收端接收到的響應信號即會受到較大影響。

【發(fā)明內容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種PCB，可減弱相鄰差分線對間產生的的串擾信號的強 度。
[0006] 第一方面，本發(fā)明提供了PCB，包括：
[0007] 至少兩個差分線對；
[0008] 設置在相鄰兩個差分線對之間的保護線，用于當相鄰兩個差分線對傳輸信號時， 產生感應電流；
[0009] 設置在所述保護線上的至少一個過孔，用于連接所述保護線和地層，當相鄰兩個 差分線對傳輸信號時，將所述保護線上的感應電流導入地層。
[0010] 進一步的，
[0011] 所述保護線與所述差分線對中包括的每一條差分信號傳輸線的線寬相同。
[0012] 進一步的，
[0013] 所述差分信號傳輸線的線寬a的取值范圍包括：不大于8mil。
[0014] 進一步的，
[0015] 每一個所述過孔的阻抗與所述差分線對中包括的每一條差分信號傳輸線的阻抗 相同。
[0016] 進一步的，
[0017] 每一個所述過孔的外徑大小相同；
[0018] 所述過孔的外徑的取值范圍包括：大于0、小于a，其中，a表示所述信號傳輸線的 線寬。
[0019] 進一步的，通過下式計算每一個所述過孔的阻抗Zv:
[0020] Zv= (r+jwl)h；
[0021] 其中，r為每一個過孔單位長度的電阻、j為復數(shù)表示法中的虛數(shù)、ω為角頻率、1 為每一個所述過孔的單位長度電感、h為PCB基板厚度；
[0022] 其中，每一個所述過孔的單位長度電感1通過下式計算：
[0023]
[0024] 其中，μ0為真空磁導率、h為PCB基板厚度、匕為所述過孔外環(huán)半徑；
[0025] 其中，當過孔外環(huán)半徑r/J、于趨膚深度δ時，每一個所述過孔的單位長度的電阻 r通過下式計算：
[0026]
[0027] 其中，當過孔外環(huán)半徑^不小于趨膚深度δ時，每一個所述過孔單位長度的電阻 r通過下式計算：
[0028]
[0029] 其中，δ為過孔的趨膚深度、σ為電導率。
[0030] 進一步的，
[0031] 通過下式計算所述過孔的個數(shù)m:
[0032] V(z) =Zm：1(2);
[0033] 其中，Vw為與所述保護線相鄰差分信號傳輸線對應的終端響應電壓、Iω為與保 護線相鄰的差分信號傳輸線對應的終端響應電流、Ζ為每條差分信號傳輸線對應的阻抗。
[0034] 第二方面，本發(fā)明提供了一種PCB的布線方法，包括：
[0035] 在PCB的相鄰差分線對之間設置保護線；
[0036] 在所述保護線上設置過孔，以使所述過孔連接所述保護線和地層。
[0037] 進一步的，在PCB板上的相鄰差分線對之間設置保護線之后，進一步包括：
[0038] 獲取差分線對的參數(shù)信息，根據(jù)所述參數(shù)信息確定需要設置的過孔數(shù)量以及所述 過孔的外徑，其中，所述參數(shù)信息包括：差分信號傳輸線的阻抗、差分信號傳輸線的響應電 壓、差分信號傳輸線的響應電流。
[0039] 進一步的，根據(jù)所述參數(shù)信息確定需要設置的過孔數(shù)量以及所述過孔的外徑，包 括：
[0040] 通過下式計算所述過孔的個數(shù)m:
[0041] V(z) =Zm：1(2);
[0042] 其中，Vw為與所述保護線相鄰差分信號傳輸線對應的終端響應電壓、Iω為與保 護線相鄰的差分信號傳輸線對應的終端響應電流、Ζ為每條差分信號傳輸線對應的阻抗。
[0043] 通過本發(fā)明提供的一種PCB及PCB布線方法，在相鄰兩個差分線對之間設置保護 線，當相鄰兩個差分線對傳輸信號時，根據(jù)電磁感應原理，作為干擾源的差分線對會在保護 線上產生感應電流，該感應電流的方向與干擾源的電流方向相反，當保護線產生感應電流 時，可減弱作為干擾源的差分線對的電場和磁場強度，進而減弱相鄰差分線對間的串擾信 號強度。
【附圖說明】
[0044] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明 的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù) 這些附圖獲得其他的附圖。
[0045] 圖1是現(xiàn)有技術中采用差分線對傳輸信號的PCB的結構示意圖；
[0046] 圖2是本發(fā)明一實施例提供的一種PCB的結構示意圖；
[0047] 圖3是本發(fā)明一實施例提供的一種PCB的布線方法流程圖。
【具體實施方式】
[0048] 為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例 中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是 本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例，基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員 在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0049] 如圖2所示，本發(fā)明實施例提供了一種PCB，可以包括：
[0050] 至少兩個差分線對201;
[0051] 設置在相鄰兩個差分線對之間的保護線202,用于當相鄰兩個差分線對傳輸信號 時，產生感應電流；
[0052] 設置在所述保護線上的至少一個過孔203,用于連接所述保護線和地層，當相鄰兩 個差分線對傳輸信號時，將所述保護線上的感應電流導入地層。
[0053] 通過本發(fā)明提供的一種PCB，在相鄰兩個差分線對之間設置保護線，當相鄰兩個差 分線對傳輸信號時，根據(jù)電磁感應原理，作為干擾源的差分線對會在保護線上產生感應電 流，該感應電流的方向與干擾源的電流方向相反，當保護線產生感應電流時，可減弱作為干 擾源的差分線對的電場和磁場強度，進而減弱相鄰差分線對的串擾信號強度。
[0054] 具體地，在差分線對間設置保護線后，當差分線對傳輸信號時，作為干擾源的差分 線對中的差分信號傳輸線因電磁感應，在相鄰的差分線對中的差分信號傳輸線上產生一個 與作為干擾源的差分信號傳輸線上的電流方向相反的感應電流以及感應電壓，同時，在保 護線上也會產生一個與作為干擾源的差分信號傳輸線上的電流方向相反的感應電流以及 感應電壓；保護線上的感應電流也因電磁感應在相鄰的差分線對中的差分信號傳輸線上產 生一個與保護線上的感應電流方向相反的感應電流；這時，在相鄰差分線對中的差分信號 傳輸線上，由于作為干擾源的差分信號傳輸線引起的感應電流方向和保護線引起的感應電 流方向相反，因此，保護線引起的感應電流能抵消一部分作為干擾源的差分信號傳輸線引 起的感應電流，即減弱作為干擾源的差分信號傳輸線作用于相鄰差分線對上的串擾信號。
[0055] 還需要說明的是，這里通過設置過孔將保護線上產生的電流導入地層，可避免保 護線上的電荷因保護線沒有形成通路而聚集在保護線上的某一處，引發(fā)其他負面效果。
[0056] 進一步的，為了保證在相鄰差分線對之間設置一條保護線后，相鄰差分線對中的 差分信號傳輸線不會發(fā)生阻抗失配的情況，本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，所述保護線與所述 差分線對中包括的每一條差分信號傳輸線的線寬相同。
[0057] 進一步的，由于電子產品的技術進步和不斷增長的復雜性要求，使得電路設計密 度越來越高，為了在有限的布線空間提高PCB的可集成度，本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，所述 差分信號傳輸線的線寬a的取值范圍包括：不大于8mil。
[0058] 需要說明的是，在滿足PCB可制造條件的前提下，應盡可能的使用線寬較小的差 分信號傳輸線以及保護線，比如，當需要在有限的布線空間內進行PCB緊密布線時，在滿足 PCB可制造條件下，差分信號傳輸線和保護線的線寬可以包括4mil;當然，在不需要考慮布 線空間的前提下，差分信號傳輸線和保護線的線寬也可以大于或等于8mil。