CN100484367C - 具有高速信号线布线结构的印刷电路板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有高速信号线布线结构的印刷电路板，包括一驱动端、一不连续结构及一位于所述驱动端与所述不连续结构之间的走线，所述不连续结构为其阻抗与走线阻抗不匹配的区域，所述驱动端驱动一数字信号经由所述走线传送到所述不连续结构，所述走线的长度使得所述数字信号从所述驱动端传送到所述不连续结构所需时间大于所述数字信号的一个比特宽度的一半。所述具有高速信号线布线结构的印刷电路板使信号在到达所述不连续结构时多行走一段时间，使眼图的回振幅度减小，可明显改善信号的传输品质。

Description

具有高速信号线布线结构的印刷电路板
【技术领域】
本发明涉及一种具有高速信号线布线结构的印刷电路板，特别涉及一种可明显改善信号传输品质的布线结构。
【背景技术】
随着系统设计复杂性和集成度的大规模提高，电子系统设计师们正在从事100MHZ以上的电路设计，总线的工作频率也已经达到或者超过50MHZ，有的甚至超过100MHZ。目前约50％的设计的时钟频率超过50MHz，将近20％的设计主频超过120MHz。
当系统工作在50MHz时，将产生传输线效应和信号的完整性问题；而当系统时钟达到120MHz时，除非使用高速电路设计知识，否则基于传统方法设计的PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)将无法工作。因此，高速电路设计技术已经成为电子系统设计师必须采取的设计手段。只有通过使用高速电路设计技术，才能实现设计过程的可控性。通常认为如果数字逻辑电路的频率达到或者超过45MHZ～50MHZ，而且工作在这个频率之上的电路已经占到了整个电子系统一定的份量(比如说1/3)，就称为高速电路。
现有技术在PCB布线时常会布上测点或者焊点，其结构如图1所示，包括一驱动端10、一不连续结构12、一位于驱动端10与不连续结构12之间的走线11及一接收端13，所述不连续结构12包括焊点或测点，所述测点是信号测量时探针接触到的金属垫，所述焊点是焊接SMT(Surface MountedTechnology，表面封装技术)元件用的金属垫，由于所述测点或焊点的阻抗与所述走线11的阻抗不匹配，信号传输时就会发生多重反射及信号衰减，影响信号品质，而评估高速信号品质好坏的一个重要标准是高速信号眼图品质的好坏，眼图是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形，它能够反映数字信号的质量，比如数字信号是否符合信号协议的要求，眼图的张开程度可以反映对噪声和抖动的容许误差等，通过它能看出码间干扰的程度，眼图张得大，表明失真小；反之失真大。如图2所示，由于所述不连续结构12的存在，在所述接收端13用示波器量测的高速信号眼图出现回振现象，即眼图上部的凹部14，此回振现象造成眼图品质下降，有时会导致眼图无法通过规范要求，亦即信号品质不符合规范要求。
【发明内容】
鉴于上述内容，有必要提供一种具有高速信号线布线结构的印刷电路板，可在走线中出现不连续结构时改善信号传输品质。
一种具有高速信号线布线结构的印刷电路板，包括一驱动端、一不连续结构及一位于所述驱动端与所述不连续结构之间的走线，所述不连续结构为其阻抗与走线阻抗不匹配的区域，所述驱动端驱动一数字信号经由所述走线传送到所述不连续结构，所述走线的长度使得所述数字信号从所述驱动端传送到所述不连续结构所需时间大于所述数字信号的一个比特宽度的一半。
相较现有技术，所述具有高速信号线布线结构的印刷电路板的走线长度在满足所述数字信号从所述驱动端传送到所述不连续结构所需时间大于所述数字信号的一个比特宽度的一半时使信号在到达所述不连续结构时多行走一段时间，使眼图回振的幅度减小，明显改善了眼图的品质，亦即提高了信号传输品质。
【附图说明】
下面参照附图结合具体实施方式对本发明作进一步的描述。
图1为现有技术具有高速信号线布线结构的印刷电路板的布线图。
图2为现有技术具有高速信号线布线结构的印刷电路板的眼图效果图。
图3为本发明具有高速信号线布线结构的印刷电路板较佳实施方式的布线图。
图4为本发明具有高速信号线布线结构的印刷电路板另一较佳实施方式的布线图。
图5为本发明具有高速信号线布线结构的印刷电路板另一较佳实施方式的布线图。
图6为本发明具有高速信号线布线结构的印刷电路板较佳实施方式的眼图效果图。
【具体实施方式】
请参照图3，本发明具有高速信号线布线结构的印刷电路板包括一驱动端20、一不连续结构22、一位于所述驱动端20与不连续结构22之间的走线21及一接收端23，所述驱动端20驱动一数字信号经由所述走线21传送到所述不连续结构22，所述不连续结构22包括焊点或测点。所述数字信号从所述驱动端20出发经过所述走线21到达所述不连续结构22，由于阻抗不匹配，所述数字信号在此发生反射并传送回所述驱动端20，再由所述驱动端20回传到所述不连续结构22，接着传送入所述接收端23。假设所述数字信号从所述驱动端20传送到所述不连续结构22所需时间为T，则所述数字信号从所述驱动端20出发然后回传到所述驱动端20时所需时间为2T，此时由于回传的信号与发射信号叠加，产生回振现象，在图6所示眼图上即表现为所述凹部24。
由上述内容可知，由于不连续结构22所造成的回振现象会在所述数字信号开始传输后的特定时间即2T时出现，假设所述数字信号传输一个比特所需时间为bit-width(比特宽度)，若反射回的信号在传输一个比特的时间内到达所述驱动端10(即2T<bit-width)，且反射信号的幅度很强，则反射信号与传输信号叠加后有可能会改变传输信号的逻辑状态。因为走线越长，信号在走线上传输所需时间越长，故本发明具有高速信号线布线结构的印刷电路板较佳实施方式设计一布线的时间规范为：
　　2T>bit-width　　　　　　　　　　　　　　(1)
亦即
    T>(1/2)bit-width                       (2)
即延长所述驱动端20至所述不连续结构22之间走线21的长度(如图3所示，与现有技术相比增加一段弯曲的走线)，使所述数字信号从所述驱动端20传送到所述不连续结构22所需时间T大于所述数字信号的一个比特宽度的一半，由此反射信号从所述不连续结构22返回到所述驱动端20的时间将延迟，反射信号因为所述走线21的延长而多行走一段时间而使反射信号在所述走线21传输一个比特过后(即先前传输的比特状态改变后)到达所述驱动端20，从而不会影响到先前传输的比特的状态，同时因为反射信号的幅度会因此衰减，反射信号与传输信号叠加后回振下凹的情形在眼图上就会有明显改善，对信号的逻辑状态及传输的影响也将减小。
请参考图4，本发明具有高速信号线布线结构的印刷电路板另一较佳实施方式走线21’的形状如图所示，所述走线21’的长度亦满足公式(2)。
请参考图5，本发明具有高速信号线布线结构的印刷电路板另一较佳实施方式走线21”的形状如图所示，所述走线21”的长度亦满足公式(2)。
请参考图6，结合本发明具有高速信号线布线结构的印刷电路板较佳实施方式，在满足公式(2)后量测眼图效果，可见眼图的凹部24与图2所示眼图凹部14相比有明显改善，即提高了信号传输品质。

Claims (3)

1.一种具有高速信号线布线结构的印刷电路板，包括一驱动端、一不连续结构及一位于所述驱动端与所述不连续结构之间的走线，所述不连续结构为其阻抗与走线阻抗不匹配的区域，所述驱动端驱动一数字信号经由所述走线传送到所述不连续结构，其特征在于：所述走线的长度使得所述数字信号从所述驱动端传送到所述不连续结构所需时间大于所述数字信号的一个比特宽度的一半。
2.如权利要求1所述的具有高速信号线布线结构的印刷电路板，其特征在于：所述不连续结构为焊点。
3.如权利要求1或2所述的具有高速信号线布线结构的印刷电路板，其特征在于：所述不连续结构为测点。
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