CN106231783A - 一种降低信号间干扰的印制电路板及布线方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降低信号间干扰的印制电路板及布线方法，电路板由下至上顺次包括底层覆铜板、至少一层功能层和顶层覆铜板，各层顺次连接，所述功能层由下至上包括电源层、接地层；所述接地层具有模拟地区和数字地区，其中模拟地区为VGA区，所述模拟地区与数字地区之间设置有间隔部，所述间隔部将所述模拟地区、数字地区分隔，还包括连接部，所述模拟地区和数字地区在连接部处连接。接地层作为顶层覆铜板的信号回流层，通过将模拟地与数字地用间隔部分开并设置连接部，既起到了分隔模拟地和数字地的作用，还保证了信号的回流路径最短，为信号提供了良好的返回途径，降低了电磁辐射，得到良好的电磁兼容性。

Description

一种降低信号间干扰的印制电路板及布线方法

技术领域

本发明属于印制电路板制作技术领域，具体地说涉及一种分隔模拟信号与数字信号、防止电磁干扰的的印制电路板及布线方法。

背景技术

印制电路板(Printed Circuit Board，简称为PCB)，又称印刷电路板、印刷线路板，是一种重要的电子部件，是电子元器件的支撑体、电子元器件电气连接的载体。由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。

随着数字电路、大规模集成电路的迅猛发展，印制电路板的结构也更加复杂，通常，印制电路板尤其是高速高密的电路板中，同时划分有模拟信号布线区和数字信号布线区，作为一种模拟信号视频传输标准，近些年VGA(Video Graphics Array，视频图形阵列)技术得到了深入研究与广泛应用，VGA技术主要应用于基于VGA显卡的计算机、笔记本等设备，其中嵌入式VGA显示系统可以在不使用VGA显卡和计算机的情况下实现VGA图像的显示和控制，该系统具有结构简单、应用灵活、成本低廉的特点，已广泛应用于商场、车站、机场等公共场所的广告宣传和提示信息显示，并以多媒体的形式应用于日常生活。

但是，在高速高密的电路板设计中，VGA模拟信号经常会受到高速数字信号的干扰。如VGA上电的过程中，产生轻微的电磁干扰；如PCB上空间拥挤，使VGA模拟信号和数字信号间距不足，产生模拟信号和数字信号间的相互干扰。而且现有技术中，模拟信号和数字信号共同一参考地平面，无法保证将数字地电流限制在电路板的数字信号区，不干扰模拟信号，若采用将模拟信号和数字信号之间设置一定间距的方式，由于受到数字信号的高频率限制，依然无法保证二者互不干扰，因此，模拟信号和数字信号如何并存设计一直是高速高密电路板设计的一大难题。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于如何使模拟信号和数字信号并存且有效降低模拟信号和数字信号之间的相互干扰，从而提出一种将模拟信号、数字信号的混合信号分区、降低信号间干扰的印制电路板及布线方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

本发明提供一种降低信号间干扰的印制电路板，其由下至上顺次包括底层覆铜板、至少一层功能层和顶层覆铜板，各层顺次连接，所述功能层由下至上包括电源层、接地层；所述接地层具有模拟地区和数字地区，所述模拟地区与数字地区之间设置有间隔部，所述间隔部将所述模拟地区、数字地区分隔，所述模拟地区与数字地区之间还设置有连接部，所述模拟地区和数字地区在连接部处连接。

作为优选，所述顶层覆铜板设置有模拟信号线和数字信号线，所述模拟信号线和数字信号线贯穿所述模拟地区和数字地区且垂直于所述间隔部，所述模拟信号线与所述数字信号线之间设置有用于隔离模拟信号与数字信号的地线，所述模拟信号线、数字信号线和地线设置于所述连接部正上方，沿各线宽度方向位于连接部内。

作为优选，所述模拟信号线和所述数字信号线至少各设置两条，所述地线平行于所述模拟信号线和数字信号线设置；所述地线为两条，一条设置于所述模拟信号线与数字信号线之间，另一条设置于所述模拟信号线的另一侧。

作为优选，所述地线上设置有地过孔，所述地过孔沿所述地线长度方向每隔300-500mil设置一个；所述地过孔外部设置有焊环。

作为优选，所述地线宽度为20mil，所述过地孔直径为10mil，所述焊环直径为20mil。

作为优选，所述间隔部的宽度为20mil。

作为优选，所述地线表面覆有绿油层。

本发明还提供一种降低信号间干扰的印制电路板布线方法，其包括如下步骤：

S1、提供一印制电路板，所述印制电路板由下至上顺次包括底层覆铜板、至少一层功能层和顶层覆铜板，所述功能层由下至上包括电源层、接地层；将所述接地层划分为模拟地区和数字地区，将模拟地区与数字地区之间的铜箔部分去除形成模拟地区与数字地区之间的间隔部，保留的铜箔作为连接部将模拟地区和数字地区连接起来；

S2、在顶层覆铜板设置模拟信号线、数字信号线，所述模拟信号线和数字信号线平行设置，位于所述连接部的正上方且在宽度方向上位于连接部区域内；

S3、在顶层覆铜板设置地线，所述地线设置于所述模拟信号线与所述数字信号线之间；

S4、在所述地线上打地过孔并在所述地过孔外部设置焊环，然后在地线表面覆绿油层。

作为优选，所述步骤S3为在顶层覆铜板设置地线，所述地线设置于所述模拟信号线与所述数字信号线之间以及模拟信号线的另一侧。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

(1)本发明所述的降低信号间干扰的印制电路板，由下至上顺次包括底层覆铜板、至少一层功能层和顶层覆铜板，各层顺次连接，所述功能层由下至上包括电源层、接地层；所述接地层具有模拟地区和数字地区，其中模拟地区为VGA区，所述模拟地区与数字地区之间设置有间隔部，所述间隔部将所述模拟地区、数字地区分隔，还包括连接部，所述模拟地区和数字地区在连接部处连接。接地层作为顶层覆铜板的信号回流层，通过将模拟地与数字地用间隔部分开并设置连接部，既起到了分隔模拟地和数字地的作用，还保证了信号的回流路径最短，为信号提供了良好的返回途径，降低了电磁辐射，得到良好的电磁兼容性。

(2)本发明所述的降低信号间干扰的印制电路板，所述顶层覆铜板设置有模拟信号线和数字信号线，所述模拟信号线和数字信号线贯穿所述模拟地区和数字地区且垂直于所述间隔部，所述模拟信号线与所述数字信号线之间设置有用于隔离模拟信号与数字信号的地线，所述模拟信号线、数字信号线和地线设置于所述连接部正上方，沿各线宽度方向位于连接部内。各信号线和模拟线设置于顶层覆铜板，且模拟信号线与数字信号线之间设置有地线，地线通过隔地处理使各信号线被包裹在一个隔地腔体中，充分起到将模拟信号(VGA信号)与数字信号隔离，降低模拟信号与数字信号间相互干扰的情况，优化了混合信号线路板的性能。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明实施例1所述的降低信号间干扰的印制电路板的结构示意图；

图2是本发明实施例1所述的降低信号间干扰的印制电路板中接地层及布线示意图；

图3是本发明实施例1所述的降低信号间干扰的印制电路板中地线结构示意图。

图中附图标记表示为：1-底层覆铜板；2-顶层覆铜板；3-电源层；4-接地层；5-模拟地区；6-数字地区；7-间隔部；8-连接部；9-模拟信号线；10-数字信号线；11-地线；12-地过孔；13-焊环。

本发明可以以多种不同的形式实施，不应该理解为限于在此阐述的实施例，相反，提供这些实施例，使得本公开是彻底和完整的，并将本发明的构思充分传达给本领域技术人员，本发明将由权利要求来限定。在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。应当理解的是，当元件如层、区域被称作“形成在”“设置在”另一元件“上”时，该元件可以“直接形成在”或“直接设置在”另一元件上，或者也可以存在中间元件。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供一种降低信号间干扰的印制电路板，如图1所示，所述电路板由下至上顺次包括底层覆铜板1、至少一层功能层和顶层覆铜板2，各层顺次连接，所述功能层由下至上包括电源层3、接地层4；本实施例所述的印制电路板为常规4层板，由下至上顺次由底层覆铜板1、电源层3、接地层4和顶层覆铜板2组成，当然，也可根据实际需要将电路板设计为其它层数。

如图2所示，所述接地层4具有模拟地区5和数字地区6，所述模拟地区5与数字地区6之间设置有间隔部7，所述间隔部7将所述模拟地区5、数字地区6分隔，所述模拟地区5与数字地区6之间还设置有连接部8，所述模拟地区5和数字地区6在连接部8处连接。具体地，初始时，所述模拟地区5和数字地区6为一整体铜箔，规划出模拟地区5和数字地区6的区域后，将二者之间的铜箔部分挖出，以挖壕沟的形式将两个区域分开，间隔部7的宽度为20mil，保留的铜箔作为连接部8使得模拟地区5和数字地区6在连接部8处连通，使接地层4作为顶层覆铜板2的信号回流层，连接部8保证了信号回流路径最短。

如图2所示，所述顶层覆铜板2设置有相互平行的模拟信号线9和数字信号线10，所述模拟信号线9和数字信号线10贯穿所述模拟地区5和数字地区6且垂直于所述间隔部7，所述模拟信号线9与所述数字信号线10之间设置有用于隔离模拟信号与数字信号的地线11，所述模拟信号线9、数字信号线10和地线11设置于所述连接部8正上方，沿各线宽度方向位于连接部8内。所述连接部8的宽度按照模拟信号线9、数字信号线10和地线11的宽度设置，以容纳各线，保证顶层覆铜板4的信号线传输的信号从下一层的接地层4的地平面回流，进一步使回流路径最短，降低电磁辐射，达到良好的电磁兼容性。地线11设置在模拟信号线9和数字信号线10之间，充分降低了模拟信号和数字信号间的相互干扰，起到隔离和保护的作用。

进一步地，所述模拟信号线9和所述数字信号线10至少各设置两条，本实施例中，如图所示，模拟信号线9为3条，数字信号线10为4条，分别连接于模拟信号接点和数字信号接点；所述地线11平行于所述模拟信号线9和数字信号线10设置，垂直于分隔部7，且所述地线11为两条，一条设置于所述模拟信号线9与数字信号线10之间，另一条设置于所述模拟信号线9的另一侧。如图3所示，所述地线宽度为20mil，在地线上设置有地过孔12，沿地线11宽度方向所述地过孔12设置于地线11的中央，所述地过孔12沿所述地线11长度方向每隔300-500mil设置一个；所述地过孔外部设置有焊环13。其中地过孔12的直径为10mil，焊环13的直径为20mil。并且地线经过隔地处理，其表面覆有绿油层，使得地线被包裹在隔地的空腔中，充分起到隔离的作用。

实施例2

本实施例提供一种降低信号间干扰的印制电路板布线方法，包括如下步骤：

S1、提供一印制电路板，所述印制电路板由下至上顺次包括底层覆铜板1、至少一层功能层和顶层覆铜板2，所述功能层由下至上包括电源层3、接地层4；将所述接地层4划分为模拟地区5和数字地区6，将模拟地区5与数字地区6之间的铜箔部分去除形成模拟地区5与数字地区6之间的间隔部7，保留的铜箔作为连接部8将模拟地区5和数字地区6连接起来；

S2、在顶层覆铜板2设置模拟信号线9、数字信号线10，所述模拟信号线9和数字信号线10平行设置，其位于所述连接部8的正上方且在宽度方向上位于连接部8区域内；

S3、在顶层覆铜板2设置地线11，所述地线11设置于所述模拟信号线9与所述数字信号线10之间和所述模拟信号线9的另一侧；

S4、在所述地线11上打地过孔12并在所述地过孔12外部设置焊环13，然后在地线表面覆绿油层。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种降低信号间干扰的印制电路板，其特征在于，由下至上顺次包括底层覆铜板、至少一层功能层和顶层覆铜板，各层顺次连接，所述功能层由下至上包括电源层、接地层；所述接地层具有模拟地区和数字地区，所述模拟地区与数字地区之间设置有间隔部，所述间隔部将所述模拟地区、数字地区分隔，所述模拟地区与数字地区之间还设置有连接部，所述模拟地区和数字地区在连接部处连接。

2.根据权利要求1所述的降低信号间干扰的印制电路板，其特征在于，所述顶层覆铜板设置有模拟信号线和数字信号线，所述模拟信号线和数字信号线贯穿所述模拟地区和数字地区且垂直于所述间隔部，所述模拟信号线与所述数字信号线之间设置有用于隔离模拟信号与数字信号的地线，所述模拟信号线、数字信号线和地线设置于所述连接部正上方，沿各线宽度方向位于连接部内。

3.根据权利要求2所述的降低信号间干扰的印制电路板，其特征在于，所述模拟信号线和所述数字信号线至少各设置两条，所述地线平行于所述模拟信号线和数字信号线设置；所述地线为两条，一条设置于所述模拟信号线与数字信号线之间，另一条设置于所述模拟信号线的另一侧。

4.根据权利要求3所述的降低信号间干扰的印制电路板，其特征在于，所述地线上设置有地过孔，所述地过孔沿所述地线长度方向每隔300-500mil设置一个；所述地过孔外部设置有焊环。

5.根据权利要求4所述的降低信号间干扰的印制电路板，其特征在于，所述地线宽度为20mil，所述过地孔直径为10mil，所述焊环直径为20mil。

6.根据权利要求5所述的降低信号间干扰的印制电路板，其特征在于，所述间隔部的宽度为20mil。

7.根据权利要求6所述的降低信号间干扰的印制电路板，其特征在于，所述地线表面覆有绿油层。

8.一种降低信号间干扰的印制电路板布线方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、提供一印制电路板，所述印制电路板由下至上顺次包括底层覆铜板、至少一层功能层和顶层覆铜板，所述功能层由下至上包括电源层、接地层；将所述接地层划分为模拟地区和数字地区，将模拟地区与数字地区之间的铜箔部分去除形成模拟地区与数字地区之间的间隔部，保留的铜箔作为连接部将模拟地区和数字地区连接起来；

S2、在顶层覆铜板设置模拟信号线、数字信号线，所述模拟信号线和数字信号线平行设置，位于所述连接部的正上方且在宽度方向上位于连接部区域内；

S3、在顶层覆铜板设置地线，所述地线设置于所述模拟信号线与所述数字信号线之间；

S4、在所述地线上打地过孔并在所述地过孔外部设置焊环，然后在地线表面覆绿油层。

9.根据权利要求8所述的降低信号间干扰的印制电路板布线方法，其特征在于，所述步骤S3为在顶层覆铜板设置地线，所述地线设置于所述模拟信号线与所述数字信号线之间以及模拟信号线的另一侧。