CN106535472B - 一种pcb及信号传输系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种PCB及信号传输系统，在该PCB中，至少两个信号层和至少两个参考层间隔排布，连接模块中的第一连接端子与至少两个信号层中的至少一个第一信号层相连，并可连接外部光口；连接模块中的第二连接端子与至少两个信号层中的至少一个第二信号层相连，并可连接外部电口；每一个参考层上均设置有通孔，连接模块正投影在各个参考层上的投影区域与当前参考层上的通孔的开孔区域存在重叠区域。由于在使用光口时，通过第一连接端子将信号传输给第一信号层，而在使用电口时，通过第二连接端子将信号传输给第二信号层，并通过在参考层上设置通孔，降低EMI辐射。因此，能够实现光口和电口对于预留重叠位置的复用。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种PCB及信号传输系统。
背景技术
随着科学技术的发展，服务器被赋予了大量的功能。然而由于PCB(PrintedCircuit Board，印制电路板)的面积有限，为了实现服务器的多功能性，需要使一些不同的接口在PCB上进行预留位置的重叠。
不同的接口在PCB上预留重叠位置，可以在需要使用一种接口时在PCB上设置该接口，在需要使用另一种接口时在该PCB上设置另一种接口。这样，一方面，可以减少主板的种类；另一方面，可以极大的降低开发的成本。
但是，在对光口和电口的预留重叠位置的设计时，由于光口和电口的工作频率不同，产生EMI(Electro Magnetic Interference，电磁干扰)的辐射也不同。在保证使用其中一个接口EMI辐射满足要求时，另一个接口EMI辐射无法满足要求。因此，现在无法实现光口和电口对于预留重叠位置的复用。
发明内容
本发明实施例提供了一种PCB及信号传输系统，能够实现光口和电口对于预留重叠位置的复用。
第一方面，本发明实施例提供了一种PCB，该PCB包括：连接模块、至少两个信号层和至少两个参考层；其中，
所述至少两个信号层和所述至少两个参考层间隔排布；
所述连接模块包括：第一连接端子和第二连接端子；
所述第一连接端子与所述至少两个信号层中的至少一个第一信号层相连，可连接外部光口；
所述第二连接端子与所述至少两个信号层中的至少一个第二信号层相连，可连接外部电口；
每一个所述参考层上均设置有通孔，所述连接模块正投影在各个所述参考层上的投影区域与设置在当前所述参考层上的所述通孔的开孔区域存在重叠区域。
优选地，所述连接模块正投影在各个所述参考层上的投影区域与设置在当前所述参考层上的所述通孔的开孔区域存在重叠区域满足：
所述连接模块正投影在各个所述参考层上的投影区域与设置在当前所述参考层上的所述通孔的开孔区域部分重叠。
优选地，所述连接模块正投影在各个所述参考层上的投影区域与设置在当前所述参考层上的所述通孔的开孔区域存在重叠区域满足：
所述连接模块正投影在各个所述参考层上的投影区域与设置在当前所述参考层上的所述通孔的开孔区域完全重叠。
优选地，所述连接模块正投影在各个所述参考层上的投影区域与设置在当前所述参考层上的所述通孔的开孔区域存在重叠区域满足：
设置在当前所述参考层上的所述通孔的开孔区域覆盖所述连接模块正投影在各个所述参考层上的投影区域。
优选地，该PCB进一步包括：电源层；
所述至少一个第一信号层及所述至少两个参考层中的与每一个所述第一信号层对应的第一参考层位于所述电源层的第一侧，所述至少一个第二信号层及所述至少两个参考层中的与每一个所述第二信号对应的第二参考层位于所述电源层的第二侧。
优选地，所述第一信号层与所述第一参考层数量相同，且所述第一信号层与所述第一参考层交替排布；
所述第二信号层与所述第二参考层数量相同，且所述第二信号层与所述第二参考层交替排布；
所述电源层的第一侧和第二侧均为所述参考层。
第二方面，本发明实施例提供了一种信号传输系统，该信号传输系统，包括：扩展接口，以及权利要求1至6中任一所述的印制电路板PCB；其中，
所述扩展接口包括：光口或电口。
优选地，在在所述扩展接口包括光口时，
所述光口的外壳上设置有GND割除区，其中所述GND割除区与所述投影区域完全重叠。
优选地，在所述扩展接口包括电口时，所述信号传输系统进一步包括：网口变压器，其中，
所述网口变压器分别与所述连接模块和所述电口连接。
优选地，在所述扩展接口包括光口时，
所述光口与所述第一连接端子连接；
在所述扩展接口包括电口时，
所述电口与所述第二连接端子连接。
本发明实施例提供了一种PCB及信号传输系统，该PCB包括连接模块、至少两个信号层和至少两个参考层，其中，至少两个信号层和至少两个参考层间隔排布，连接模块中的第一连接端子与至少两个信号层中的至少一个第一信号层相连，并可连接外部光口；连接模块中的第二连接端子与至少两个信号层中的至少一个第二信号层相连，并可连接外部电口；每一个参考层上均设置有通孔，连接模块正投影在各个参考层上的投影区域与设置在当前参考层上的通孔的开孔区域存在重叠区域。由于在使用光口时，通过第一连接端子将信号传输给第一信号层，而在使用电口时，通过第二连接端子将信号传输给第二信号层，并且参考层上均设置有通孔，可以降低EMI辐射。因此，能够实现光口和电口对于预留重叠位置的复用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一个实施例提供的一种PCB的结构示意图；
图2是本发明一个实施例提供的一种连接模块的投影区域与通孔的开孔区域之间重叠区域的关系示意图；
图3是本发明一个实施例提供的另一种连接模块的投影区域与通孔的开孔区域之间重叠区域的关系示意图；
图4是本发明一个实施例提供的又一种连接模块的投影区域与通孔的开孔区域之间重叠区域的关系示意图；
图5是本发明一个实施例提供的另一种PCB的结构示意图；
图6是本发明一个实施例提供的一种包括10层单板的PCB的结构示意图；
图7是本发明一个实施例提供的一种信号传输系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种PCB，该PCB可以包括：连接模块、至少两个信号层和至少两个参考层；其中，
所述至少两个信号层和所述至少两个参考层间隔排布；
所述连接模块包括：第一连接端子和第二连接端子；
所述第一连接端子与所述至少两个信号层中的至少一个第一信号层相连，可连接外部光口；
所述第二连接端子与所述至少两个信号层中的至少一个第二信号层相连，可连接外部电口；
每一个所述参考层上均设置有通孔，所述连接模块正投影在各个所述参考层上的投影区域与设置在当前所述参考层上的所述通孔的开孔区域存在重叠区域。
在上述实施例中，至少两个信号层和至少两个参考层间隔排布，连接模块中的第一连接端子与至少两个信号层中的至少一个第一信号层相连，并可连接外部光口；连接模块中的第二连接端子与至少两个信号层中的至少一个第二信号层相连，并可连接外部电口；每一个参考层上均设置有通孔，连接模块正投影在各个参考层上的投影区域与设置在当前参考层上的通孔的开孔区域存在重叠区域。由于在使用光口时，通过第一连接端子将信号传输给第一信号层，而在使用电口时，通过第二连接端子将信号传输给第二信号层，并且参考层上均设置有通孔，可以降低EMI辐射。因此，能够实现光口和电口对于预留重叠位置的复用。
如图1所示，在本发明一个实施例中，该PCB包括：连接模块101、两个信号层102和两个参考层103；其中，
所述两个信号层102和所述两个参考层103间隔排布；
所述连接模块包括：第一连接端子1011和第二连接端子1012；
所述第一连接端子1011与所述两个信号层102中的第一信号层1021相连，可连接外部光口；
所述第二连接端子1012与所述两个信号层102中的第二信号层1022相连，可连接外部电口；
每一个所述参考层103上均设置有通孔，所述连接模块正投影在各个所述参考层上的投影区域与设置在当前所述参考层上的所述通孔的开孔区域存在重叠区域。
在该实施例中，参考层上的通孔的开孔区域是通过GND分割处理得到。而对参考层进行GND分割处理，能够很好解决信号跨越和信号回路问题，从而降低回路EMI的辐射。
值得说明的是，第一信号层和第二信号层的个数，用户可以根据需求自行设定。例如，第一信号层和第二信号层可以分别是2个、3个、6个等等。并且第一信号层的个数和第二信号层的个数可以相同也可以不同。例如，第一信号层为3层，而第二信号层可以为4层；又如，第一信号层为6层，而第二信号层可以为3层；用户可以根据自己的需求自行设定。由于连接模块用于安装光口或电口，所以连接模块正投影在各个参考层上的投影区域，也就是光口或电口正投影在各个参考层上的投影区域。连接模块可以不是真实存在，只代表为光口或电口预留的安装区域。具有连接端子与光口或电口连接即可。连接端子可以是引脚、铜排等。
为了降低光口或电口的EMI辐射，在本发明一个实施例中，所述连接模块正投影在各个所述参考层上的投影区域与设置在当前所述参考层上的所述通孔的开孔区域存在重叠区域满足：
所述连接模块正投影在各个所述参考层上的投影区域与设置在当前所述参考层上的所述通孔的开孔区域部分重叠。
在该实施例中，参考层也就是GND层。参考层上的通孔，是将参考层进行分割处理得到的。为了尽可能降低光口或者电口的EMI辐射，可以在每一个参考层上均设置通孔。为了能够有效地降低光口或者电口的EMI辐射，参考层上的通孔不能偏离连接模块正投影在各个参考层上的投影区域，若要偏离太远则不能起到降低光口或者电口的EMI辐射的作用。而至于连接模块正投影在参考层上的投影区域与通孔的开孔区域部分重叠，以其中一个参考层为例，请参考图2。在图2中，103用于表征参考层，201用于表征连接模块正投影在参考层上的投影区域，202用于表征通孔的开孔区域。图中所示的重叠区域的大小只是一种情况，在实际情况中重叠区域的大小可以改变。一般情况下，重叠区域的面积均需分别占连接模块正投影在参考层上的投影区域的面积和通孔的开孔区域的面积的85％以上，不过对于不同的PCB以及PCB上器件的不同，重叠区域的面积所占百分比会有偏差。
为了进一步降低光口或电口的EMI辐射，在本发明一个实施例中，所述连接模块正投影在各个所述参考层上的投影区域与设置在当前所述参考层上的所述通孔的开孔区域存在重叠区域满足：
所述连接模块正投影在各个所述参考层上的投影区域与设置在当前所述参考层上的所述通孔的开孔区域完全重叠。
在该实施例中，通孔的开孔区域与连接模块正投影在各个参考层上的投影区域完全重叠，也就是说通孔的开孔区域与连接模块正投影在各个参考层上的投影区域具有相同的形状和尺寸。而连接模块用于安装光口或电口，也就是说通孔的开孔区域与光口或电口的形状和尺寸相同。而至于连接模块正投影在参考层上的投影区域与通孔的开孔区域完全重叠，以其中一个参考层为例，请参考图3。在该图中，103用于表征参考层，301用于表征连接模块正投影在参考层上的投影区域，302用于表征通孔的开孔区域。
为了保证PCB的适用性，在本发明一个实施例中，所述连接模块正投影在各个所述参考层上的投影区域与设置在当前所述参考层上的所述通孔的开孔区域存在重叠区域满足：
设置在当前所述参考层上的所述通孔的开孔区域覆盖所述连接模块正投影在各个所述参考层上的投影区域。
在该实施例中，由于光口的大小要大于电口的大小，所以在制作PCB，并且获得通孔的开孔区域的时候，便要考虑开孔区域的大小。而至于连接模块正投影在参考层上的投影区域覆盖通孔的开孔区域，以其中一个参考层为例，请参考图4。在该图中，103用于表征参考层，401用于表征连接模块正投影在参考层上的投影区域，402用于表征通孔的开孔区域。需要指出的是，开孔区域不能太大，否则将失去设置通孔的意义，不能起到降低EMI辐射的作用，并且会减小参考层的利用面积。一般情况下，通孔的开孔区域的面积占连接模块正投影在参考层上的投影区域的面积的80％以上，不过对于不同的PCB以及PCB上器件的不同，重叠区域的面积所占百分比会有偏差。
在本发明一个实施例中，该PCB可以进一步包括：电源层，所述至少一个第一信号层及所述至少两个参考层中的与每一个所述第一信号层对应的第一参考层位于所述电源层的第一侧，所述至少一个第二信号层及所述至少两个参考层中的与每一个所述第二信号对应的第二参考层位于所述电源层的第二侧。
在该实施例中，通过电源层将光口对应的第一信号层以及第一参考层和电口对应的第二信号层以及第二参考层分开，分别居于电源层的两侧，使其互不影响。并且通过设置电源层可以减小电源对信号的影响，并且参考层和电源层相邻，可以减小电源层和参考层的阻抗，增加谐振频率，使得PCB中电源系统的性能更好。
如图5所示，在本发明的一个实施例中，该PCB包括：电源层，一个第一信号层1021及两个参考层103中的一个第一参考层1031位于电源层的第一侧，一个第二信号层1022及两个参考层103中的一个第二参考层1032位于所述电源层的第二侧。
值得说明的是，可以由多个电源层相邻，组成电源组。
在本发明一个实施例中，所述第一信号层与所述第一参考层数量相同，且所述第一信号层与所述第一参考层交替排布；
所述第二信号层与所述第二参考层数量相同，且所述第二信号层与所述第二参考层交替排布；
所述电源层的第一侧和第二侧均为所述参考层。
在该实施例中，第一信号层与第一参考层交替排布，第二信号层与第二参考层交替排布，通过信号层与参考层交替排布的方式，可以避免信号层之间的相邻，从而增加了信号之间的隔离，能够有效的避免串扰的产生。因为参考层和信号层数量相同，并且参考层与电源层组相邻，所以该PCB最外面的两层分别是第一信号层和第二信号层。
为了能够清楚的表达各个层的位置关系，以10层PCB为例，对第一信号层、第一参考层、第二信号层、第二参考层以及电源层之间的排布进行详细说明，请参考图6。在图6中，从上至下依次为第一层、第二层、…、第十层。第五层和第六层为电源层601，形成电源层组。第一层至第四层为第一信号层602与第一参考层603交替排布，且位于该PCB电源组的上方。第七层至第十层为第二参考层604与第二信号层605交替排布，且位于该PCB电源组的下方。
值得说明的是，在图6所示的实施例中，只是一种具体情况，在实际应用中还可以存在其他情况。例如，PCB可以是8层、16层等。也不只能是第一信号层与第一参考层位于电源层的上方，第二信号层与第二参考层位于电源层的下方，也可以是第二信号层与第二参考层位于电源层的上方，第一信号层与第一参考层位于电源层的下方。
如图7所示，本发明实施例提供了一种信号传输系统，该信号传输系统可以包括：扩展接口701，以及本发明任意一个实施例提供的PCB 702；其中，
所述扩展接口包括：光口或电口。
在该实施例中，可以根据实际情况对扩展接口进行选择，从而可以达到预留重叠位置的复用。在不同的情况下安装不同的扩展接口。
为了进一步降低光口的EMI辐射，在本发明一个实施例中，在所述扩展接口包括光口时，
所述光口的外壳上设置有GND割除区，其中所述GND割除区与所述投影区域完全重叠。
在该实施例中，光口的外壳上设置有GND割除区，换句话说，光口的外壳GND经过了分割处理，从而形成GND割除区。GND割除区与投影区域完全重叠，而光口与该PCB的接触面积也就是连接模块的面积，也就是说，GND割除区与光口与该PCB的接触面积相等。
为了进一步降低电口的EMI辐射，在本发明一个实施例中，在所述扩展接口包括电口时，进一步包括：网口变压器(图中未示出)，其中，所述网口变压器分别与所述连接模块和所述电口连接。
在该实施例中，不是将电口的变压器集成在电口之中，而是使其成为独立的网口变压器。一方面，可以增强信号，使其传输距离更远；使PCB与外部隔离，大大增强抗干扰能力，而且对PCB具有一定的保护作用；当接到不同电平的电口时，不会对该PCB造成影响；另一方面，也是更重要的一方面，可以抑制共模电流，由于EMI辐射噪音的大小主要是由共模电流决定的，因此可以进一步降低电口的EMI辐射。
值得说明的是，对电口以及光口可以进行隔离设计，这样网络的噪声不容易通过网线以及线缆辐射出来，从而可以降低光口和电口的EMI辐射。
在本发明一个实施例中，在所述扩展接口包括光口时，
所述光口与所述第一连接端子连接；
在所述扩展接口包括电口时，
所述电口与所述第二连接端子连接。
综上，本发明的各实施例，至少具有如下有益效果：
1、在本发明的实施例中，至少两个信号层和至少两个参考层间隔排布，连接模块中的第一连接端子与至少两个信号层中的至少一个第一信号层相连，并可连接外部光口；连接模块中的第二连接端子与至少两个信号层中的至少一个第二信号层相连，并可连接外部电口；每一个参考层上均设置有通孔，连接模块正投影在各个参考层上的投影区域与设置在当前参考层上的通孔的开孔区域存在重叠区域。由于在使用光口时，通过第一连接端子将信号传输给第一信号层，而在使用电口时，通过第二连接端子将信号传输给第二信号层，并且参考层上均设置有通孔，可以降低EMI辐射。因此，能够实现光口和电口对于预留重叠位置的复用。
2、在本发明的实施例中，通过设置至少一个第一参考层和至少一个第二参考层，可以为信号提供较稳定的参考电平和低电感的信号回路，使所有的信号线具有确定的阻抗值，并且能够控制信号间的串扰，有效的减小PCB的阻抗，减小EMI辐射。并且第一参考层和第二参考层分别对应与光口和电口，使得在使用光口或电口的时候，均能够通过EMC测试认证。
3、在本发明的实施例中，通过在第一GND层上设置通孔，对第一GND层进行GND分割处理，能够很好解决信号跨越和信号回路问题，从而降低回路EMI的辐射。
4、在本发明的实施例中，通过设置电源层，并且电源层分别与第一参考层和第二参考层相邻，这样可以降低电源平面的阻抗，使得电源系统的性能更好。
5、在本发明的实施例中，第一信号层与第一参考层交替排布，第二信号层与第二参考层交替排布，通过信号层与参考层交替排布的方式，可以避免信号层之间的相邻，从而增加了信号之间的隔离，能够有效的避免串扰的产生。
6、在本发明的实施例中，通过将电口的网口变压器独立出来，一方面，可以增强信号，使其传输距离更远；使PCB与外部隔离，大大增强抗干扰能力，而且对PCB具有一定的保护作用；当接到不同电平的电口时，不会对该PCB造成影响；另一方面，可以抑制共模电流，进一步降低电口的EMI辐射。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。
最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种PCB，其特征在于，包括：连接模块、至少两个信号层和至少两个参考层；其中，
至少两个信号层和至少两个参考层间隔排布；
连接模块包括：第一连接端子和第二连接端子；
第一连接端子与至少两个信号层中的至少一个第一信号层相连，可连接外部光口；
第二连接端子与至少两个信号层中的至少一个第二信号层相连，可连接外部电口；
每一个参考层上均设置有通孔，连接模块正投影在各个参考层上的投影区域与设置在当前参考层上的通孔的开孔区域存在重叠区域；
连接模块正投影在各个参考层上的投影区域与设置在当前参考层上的通孔的开孔区域存在重叠区域满足：
连接模块正投影在各个参考层上的投影区域与设置在当前参考层上的通孔的开孔区域部分重叠；
进一步包括：电源层；
至少一个第一信号层及至少两个参考层中的与每一个第一信号层对应的第一参考层位于电源层的第一侧，至少一个第二信号层及至少两个参考层中的与每一个第二信号对应的第二参考层位于电源层的第二侧；
第一信号层与第一参考层数量相同，且第一信号层与第一参考层交替排布；
第二信号层与第二参考层数量相同，且第二信号层与第二参考层交替排布；
电源层的第一侧和第二侧均为参考层；
其中，
扩展接口包括：光口或电口；
在扩展接口包括光口时，
光口的外壳上设置有GND割除区，其中GND割除区与投影区域完全重叠；
在扩展接口包括电口时，
进一步包括：网口变压器，其中，网口变压器分别与连接模块和电口连接；
在扩展接口包括光口时，光口与第一连接端子连接；
在扩展接口包括电口时，电口与第二连接端子连接。
2.根据权利要求1的PCB，其特征在于，还包括：
连接模块正投影在各个参考层上的投影区域与设置在当前参考层上的通孔的开孔区域存在重叠区域满足：
设置在当前参考层上的通孔的开孔区域覆盖连接模块正投影在各个参考层上的投影区域。
3.根据权利要求1的PCB，其特征在于，还包括：
连接模块正投影在各个参考层上的投影区域与设置在当前参考层上的通孔的开孔区域存在重叠区域满足：
连接模块正投影在各个参考层上的投影区域与设置在当前参考层上的通孔的开孔区域完全重叠。
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