CN106658941B

CN106658941B - 信号的抗干扰电路、pcb板及其设计方法

Info

Publication number: CN106658941B
Application number: CN201610946224.0A
Authority: CN
Inventors: 李劲松
Original assignee: Nubia Technology Co Ltd
Current assignee: Nubia Technology Co Ltd
Priority date: 2016-10-26
Filing date: 2016-10-26
Publication date: 2019-10-08
Anticipated expiration: 2036-10-26
Also published as: CN106658941A

Abstract

本发明公开了一种信号的抗干扰电路、PCB板及其设计方法，其中，设计方法包括：在PCB上取连续的四层电路板，在第一层电路板上设置信号的抗干扰电路的第一电路，在第三层电路板上设置信号的抗干扰电路的第二电路，设置第二层电路板为第一层电路板的接地层，设置第四层电路板为第二层电路板的接地层，其中，第一电路和第二电路通过电气长度原理获取耦合走线所需的布线长度，第一电路为将接收到的原始信号进行位移的电路，第二电路为将位移后的信号还原为原始信号的电路。在本发明中，第一电路和第二电路是通过电气长度原理获取耦合走线所需的布线长度的，利用电磁波波长确定实际布线的物理长度，布线长度合理。

Description

信号的抗干扰电路、PCB板及其设计方法

技术领域

本发明涉及信号处理领域，尤其涉及信号的抗干扰电路、PCB板及其设计方法。

背景技术

随着智能终端功能模块的不断增多，智能终端内部的有效空间也越来越狭小，在有效空间内，器件信号稳定已逐渐成为移动通信领域的瓶颈。怎样利用有限的设计空间实现越来越多的高度集成要求是当前急需解决的问题。为此，首先要解决的难题是器件对本身的抗干扰能力。

对于器件干扰，其所受干扰的主要来源为共模干扰。常用消除共模干扰的方法有几种：1、通过噪声源端旁路电容抑制噪声源噪声；2、在信号接收端增加去耦电容抑制耦合噪声；3、在信号传输路径上增加磁珠或者电感；4、屏蔽。

这些方法均存在弊端：1、用于抑制抗干扰能力的电感/磁珠通常面积较大；2、无法精确估算最佳的电容取值和电容数量，造成设计裕量过剩；储能和去耦电容的反谐振特性可能会造成其他频点噪声抑制失效问题；3、磁珠可能会在某些频点造成辐射强度增加；4、模块全面积屏蔽成本较高，屏蔽后会导致内部干扰的增强。

有上述可以看出，现有技术中，没有一种方法能够有效的解决器件本身共模干扰所带来的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种信号的抗干扰电路、PCB板及其设计方法，旨在解决现有技术中没有一种方法能够有效的解决器件本身共模干扰所带来的问题。

为实现上述目的，本发明提供的一种信号的抗干扰PCB板的设计方法，包括：在PCB(印制电路板，Printed CircuitBoard)上取连续的四层电路板，在第一层电路板上设置信号的抗干扰电路的第一电路，在第三层电路板上设置信号的抗干扰电路的第二电路，设置第二层电路板为第一层电路板的接地层，设置第四层电路板为第二层电路板的接地层，其中，所述第一电路和所述第二电路通过电气长度原理获取耦合走线所需的布线长度，所述第一电路为将接收到的原始信号进行位移的电路，所述第二电路为将位移后的信号还原为原始信号的电路。

可选的，第一电路和所述第二电路均采用蛇形布线方式，以增加共模损耗。

可选的，所述第一层电路板和所述第三层电路板为设计结构和布线完全对称的电路。

可选的，所述第一电路的设计如下：将信号接收端对应的布线分为等分的两部分，第一部分等分布线被正向电气长度输出电容所在的第一部分耦合传输线环绕包围，第二部分等分布线被负向电气长度输出电容所在的第二部分耦合传输线环绕包围。

可选的，所述第二电路的设计如下：将信号输出端对应的布线分为等分的两部分，第一部分等分布线被正向电气长度输出电容所在的第一部分耦合传输线环绕包围，第二部分等分布线被负向电气长度输出电容所在的第二部分耦合传输线环绕包围。

可选的，所述第一层电路板和所述第三层电路板通过过孔方式连接，所述第二层电路板和所述第四层电路板通过过孔方式连接。

可选的，任意一条布线的信号传输率小于0.3；其中，信号传输率|Г_in|满足以下公式：

Z_in为任意一条布线输入端口处的输入阻抗；Z_L为任意一条布线输出端口处的负载阻抗；β为相位常数2π/λ；l为任意一条布线的物理长度；Z_o为任意一条布线的传输线特征阻抗。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种信号的抗干扰PCB板，通过上述的信号的抗干扰PCB板的设计方法设计得到的。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种移动终端，包括上述的信号的抗干扰PCB板。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种信号的抗干扰电路，包括：信号接收端、六个电容、两个电感和信号输出端；所述接收端与第一电容的一端和第二电容的一端连接，所述第一电容的另一端与第一电感的一端连接，所述第一电感的另一端接地；所述第二电容的另一端与第三电容的一端连接，所述第三电容的另一端接地；所述第一电容的另一端还与第四电容的一端连接，所述第二电容的另一端还与第五电容的一端连接；所述第四电容的一端海域第二电感连接，所述第二电感的另一端接地；所述第五电容的一端还与第六电容的一端连接，所述第六电容的另一端接地；所述第四电容的另一端与所述信号输出端连接，所述第五电容的另一端也与所述信号输出端连接。

在本发明中，信号的抗干扰电路被分为第一电路和第二电路，这两个电路被分布在不同的PCB层上，从设计上节省了占用移动终端内部空间的问题，第一电路和第二电路是通过电气长度原理获取耦合走线所需的布线长度的，利用电磁波波长确定实际布线的物理长度，布线长度合理，对发射信号的波长处于一定范围内的信号都具有通用性。

附图说明

图1为实现本发明各个实施例可选的移动终端的硬件结构示意图；

图2为如图1所示的移动终端的无线通信系统示意图；

图3为本发明第一实施例提供的信号的抗干扰PCB板的设计方法流程图；

图4为本发明第四实施例提供的信号的抗干扰电路图；

图5为本发明第五实施例提供的信号的抗干扰PCB板的架构示意图；

图6为本发明第五实施例提供的耦合蛇形线传输效果无源特性图。

其中，图1中141表示感测单元中的接近传感器；

图2中270A表示基站A；270B表示基站B。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

现在将参考附图描述实现本发明各个实施例的移动终端。在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，"模块"与"部件"可以混合地使用。

移动终端可以以各种形式来实施。例如，本发明中描述的终端可以包括诸如移动电话、智能电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、导航装置等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。下面，假设终端是移动终端。然而，本领域技术人员将理解的是，除了特别用于移动目的的元件之外，根据本发明的实施方式的构造也能够应用于固定类型的终端。

图1为实现本发明各个实施例的移动终端的硬件结构示意。当然，本发明在第一实施例中会对该移动终端的硬件结构进行全面说明，在后续实施例中，如若也涉及到移动终端，也可以使用第一实施例中的硬件结构说明，将不再在后续实施例中进行重复解释，下述说明应针对本发明各个实施例均适用。

移动终端100可以包括无线通信单元110、A/V(音频/视频)输入单元120、用户输入单元130、感测单元140、输出单元150、存储器160、接口单元170、控制器180和电源单元190等等。图1示出了具有各种组件的移动终端，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件。可以替代地实施更多或更少的组件。将在下面详细描述移动终端的元件。

无线通信单元110通常包括一个或多个组件，其允许移动终端100与无线通信系统或网络之间的无线电通信。例如，无线通信单元可以包括广播接收模块111、移动通信模块112、无线互联网模块113、短程通信模块114和位置信息模块115中的至少一个。

广播接收模块111经由广播信道从外部广播管理服务器接收广播信号和/或广播相关信息。广播信道可以包括卫星信道和/或地面信道。广播管理服务器可以是生成并发送广播信号和/或广播相关信息的服务器或者接收之前生成的广播信号和/或广播相关信息并且将其发送给终端的服务器。广播信号可以包括TV广播信号、无线电广播信号、数据广播信号等等。而且，广播信号可以进一步包括与TV或无线电广播信号组合的广播信号。广播相关信息也可以经由移动通信网络提供，并且在该情况下，广播相关信息可以由移动通信模块112来接收。广播信号可以以各种形式存在，例如，其可以以数字多媒体广播(DMB)的电子节目指南(EPG)、数字视频广播手持(DVB-H)的电子服务指南(ESG)等等的形式而存在。广播接收模块111可以通过使用各种类型的广播系统接收信号广播。特别地，广播接收模块111可以通过使用诸如多媒体广播-地面(DMB-T)、数字多媒体广播-卫星(DMB-S)、数字视频广播-手持(DVB-H)，前向链路媒体(MediaFLO^@)的数据广播系统、地面数字广播综合服务(ISDB-T)等等的数字广播系统接收数字广播。广播接收模块111可以被构造为适合提供广播信号的各种广播系统以及上述数字广播系统。经由广播接收模块111接收的广播信号和/或广播相关信息可以存储在存储器160(或者其它类型的存储介质)中。

移动通信模块112将无线电信号发送到基站(例如，接入点、节点B等等)、外部终端以及服务器中的至少一个和/或从其接收无线电信号。这样的无线电信号可以包括语音通话信号、视频通话信号、或者根据文本和/或多媒体消息发送和/或接收的各种类型的数据。

无线互联网模块113支持移动终端的无线互联网接入。该模块可以内部或外部地耦接到终端。该模块所涉及的无线互联网接入技术可以包括WLAN(无线LAN)(Wi-Fi)、Wibro(无线宽带)、Wimax(全球微波互联接入)、HSDPA(高速下行链路分组接入)等等。

短程通信模块114是用于支持短程通信的模块。短程通信技术的一些示例包括蓝牙^TM、射频识别(RFID)、红外数据协会(IrDA)、超宽带(UWB)、紫蜂^TM等等。

位置信息模块115是用于检查或获取移动终端的位置信息的模块。位置信息模块的典型示例是GPS(全球定位系统)。根据当前的技术，GPS模块115计算来自三个或更多卫星的距离信息和准确的时间信息并且对于计算的信息应用三角测量法，从而根据经度、纬度和高度准确地计算三维当前位置信息。当前，用于计算位置和时间信息的方法使用三颗卫星并且通过使用另外的一颗卫星校正计算出的位置和时间信息的误差。此外，GPS模块115能够通过实时地连续计算当前位置信息来计算速度信息。

A/V输入单元120用于接收音频或视频信号。A/V输入单元120可以包括相机121和麦克风122，相机121对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。处理后的图像帧可以显示在显示单元151上。经相机121处理后的图像帧可以存储在存储器160(或其它存储介质)中或者经由无线通信单元110进行发送，可以根据移动终端的构造提供两个或更多相机121。麦克风122可以在电话通话模式、记录模式、语音识别模式等等运行模式中经由麦克风接收声音(音频数据)，并且能够将这样的声音处理为音频数据。处理后的音频(语音)数据可以在电话通话模式的情况下转换为可经由移动通信模块112发送到移动通信基站的格式输出。麦克风122可以实施各种类型的噪声消除(或抑制)算法以消除(或抑制)在接收和发送音频信号的过程中产生的噪声或者干扰。

用户输入单元130可以根据用户输入的命令生成键输入数据以控制移动终端的各种操作。用户输入单元130允许用户输入各种类型的信息，并且可以包括键盘、锅仔片、触摸板(例如，检测由于被接触而导致的电阻、压力、电容等等的变化的触敏组件)、滚轮、摇杆等等。特别地，当触摸板以层的形式叠加在显示单元151上时，可以形成触摸屏。

感测单元140检测移动终端100的当前状态，(例如，移动终端100的打开或关闭状态)、移动终端100的位置、用户对于移动终端100的接触(即，触摸输入)的有无、移动终端100的取向、移动终端100的加速或减速移动和方向等等，并且生成用于控制移动终端100的操作的命令或信号。例如，当移动终端100实施为滑动型移动电话时，感测单元140可以感测该滑动型电话是打开还是关闭。另外，感测单元140能够检测电源单元190是否提供电力或者接口单元170是否与外部装置耦接。

接口单元170用作至少一个外部装置与移动终端100连接可以通过的接口。例如，外部装置可以包括有线或无线头戴式耳机端口、外部电源(或电池充电器)端口、有线或无线数据端口、存储卡端口、用于连接具有识别模块的装置的端口、音频输入/输出(I/O)端口、视频I/O端口、耳机端口等等。识别模块可以是存储用于验证用户使用移动终端100的各种信息并且可以包括用户识别模块(UIM)、客户识别模块(SIM)、通用客户识别模块(USIM)等等。另外，具有识别模块的装置(下面称为"识别装置")可以采取智能卡的形式，因此，识别装置可以经由端口或其它连接装置与移动终端100连接。接口单元170可以用于接收来自外部装置的输入(例如，数据信息、电力等等)并且将接收到的输入传输到移动终端100内的一个或多个元件或者可以用于在移动终端和外部装置之间传输数据。

另外，当移动终端100与外部底座连接时，接口单元170可以用作允许通过其将电力从底座提供到移动终端100的路径或者可以用作允许从底座输入的各种命令信号通过其传输到移动终端的路径。从底座输入的各种命令信号或电力可以用作用于识别移动终端是否准确地安装在底座上的信号。输出单元150被构造为以视觉、音频和/或触觉方式提供输出信号(例如，音频信号、视频信号、警报信号、振动信号等等)。输出单元150可以包括显示单元151、音频输出模块152、警报单元153等等。

显示单元151可以显示在移动终端100中处理的信息。例如，当移动终端100处于电话通话模式时，显示单元151可以显示与通话或其它通信(例如，文本消息收发、多媒体文件下载等等)相关的用户界面(UI)或图形用户界面(GUI)。当移动终端100处于视频通话模式或者图像捕获模式时，显示单元151可以显示捕获的图像和/或接收的图像、示出视频或图像以及相关功能的UI或GUI等等。

同时，当显示单元151和触摸板以层的形式彼此叠加以形成触摸屏时，显示单元151可以用作输入装置和输出装置。显示单元151可以包括液晶显示器(LCD)、薄膜晶体管LCD(TFT-LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器、柔性显示器、三维(3D)显示器等等中的至少一种。这些显示器中的一些可以被构造为透明状以允许用户从外部观看，这可以称为透明显示器，典型的透明显示器可以例如为TOLED(透明有机发光二极管)显示器等等。根据特定想要的实施方式，移动终端100可以包括两个或更多显示单元(或其它显示装置)，例如，移动终端可以包括外部显示单元(未示出)和内部显示单元(未示出)。触摸屏可用于检测触摸输入压力以及触摸输入位置和触摸输入面积。

音频输出模块152可以在移动终端处于呼叫信号接收模式、通话模式、记录模式、语音识别模式、广播接收模式等等模式下时，将无线通信单元110接收的或者在存储器160中存储的音频数据转换音频信号并且输出为声音。而且，音频输出模块152可以提供与移动终端100执行的特定功能相关的音频输出(例如，呼叫信号接收声音、消息接收声音等等)。音频输出模块152可以包括扬声器、蜂鸣器等等。

警报单元153可以提供输出以将事件的发生通知给移动终端100。典型的事件可以包括呼叫接收、消息接收、键信号输入、触摸输入等等。除了音频或视频输出之外，警报单元153可以以不同的方式提供输出以通知事件的发生。例如，警报单元153可以以振动的形式提供输出，当接收到呼叫、消息或一些其它进入通信(incomingcommunication)时，警报单元153可以提供触觉输出(即，振动)以将其通知给用户。通过提供这样的触觉输出，即使在用户的移动电话处于用户的口袋中时，用户也能够识别出各种事件的发生。警报单元153也可以经由显示单元151或音频输出模块152提供通知事件的发生的输出。

存储器160可以存储由控制器180执行的处理和控制操作的软件程序等等，或者可以暂时地存储己经输出或将要输出的数据(例如，电话簿、消息、静态图像、视频等等)。而且，存储器160可以存储关于当触摸施加到触摸屏时输出的各种方式的振动和音频信号的数据。

存储器160可以包括至少一种类型的存储介质，所述存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘等等。而且，移动终端100可以与通过网络连接执行存储器160的存储功能的网络存储装置协作。

控制器180通常控制移动终端的总体操作。例如，控制器180执行与语音通话、数据通信、视频通话等等相关的控制和处理。另外，控制器180可以包括用于再现(或回放)多媒体数据的多媒体模块181，多媒体模块181可以构造在控制器180内，或者可以构造为与控制器180分离。控制器180可以执行模式识别处理，以将在触摸屏上执行的手写输入或者图片绘制输入识别为字符或图像。

电源单元190在控制器180的控制下接收外部电力或内部电力并且提供操作各元件和组件所需的适当的电力。

这里描述的各种实施方式可以以使用例如计算机软件、硬件或其任何组合的计算机可读介质来实施。对于硬件实施，这里描述的实施方式可以通过使用特定用途集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理装置(DSPD)、可编程逻辑装置(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、被设计为执行这里描述的功能的电子单元中的至少一种来实施，在一些情况下，这样的实施方式可以在控制器180中实施。对于软件实施，诸如过程或功能的实施方式可以与允许执行至少一种功能或操作的单独的软件模块来实施。软件代码可以由以任何适当的编程语言编写的软件应用程序(或程序)来实施，软件代码可以存储在存储器160中并且由控制器180执行。

至此，己经按照其功能描述了移动终端。下面，为了简要起见，将描述诸如折叠型、直板型、摆动型、滑动型移动终端等等的各种类型的移动终端中的滑动型移动终端作为示例。因此，本发明能够应用于任何类型的移动终端，并且不限于滑动型移动终端。

如图1中所示的移动终端100可以被构造为利用经由帧或分组发送数据的诸如有线和无线通信系统以及基于卫星的通信系统来操作。

现在将参考图2描述其中根据本发明的移动终端能够操作的通信系统。

这样的通信系统可以使用不同的空中接口和/或物理层。例如，由通信系统使用的空中接口包括例如频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)和通用移动通信系统(UMTS)(特别地，长期演进(LTE))、全球移动通信系统(GSM)等等。作为非限制性示例，下面的描述涉及CDMA通信系统，但是这样的教导同样适用于其它类型的系统。

参考图2，CDMA无线通信系统可以包括多个移动终端100、多个基站(BS)270、基站控制器(BSC)275和移动交换中心(MSC)280。MSC280被构造为与公共电话交换网络(PSTN)290形成接口。MSC280还被构造为与可以经由回程线路耦接到基站270的BSC275形成接口。回程线路可以根据若干己知的接口中的任一种来构造，所述接口包括例如E1/T1、ATM，IP、PPP、帧中继、HDSL、ADSL或xDSL。将理解的是，如图2中所示的系统可以包括多个BSC275。

每个BS270可以服务一个或多个分区(或区域)，由多向天线或指向特定方向的天线覆盖的每个分区放射状地远离BS270。或者，每个分区可以由用于分集接收的两个或更多天线覆盖。每个BS270可以被构造为支持多个频率分配，并且每个频率分配具有特定频谱(例如，1.25MHz,5MHz等等)。

分区与频率分配的交叉可以被称为CDMA信道。BS270也可以被称为基站收发器子系统(BTS)或者其它等效术语。在这样的情况下，术语"基站"可以用于笼统地表示单个BSC275和至少一个BS270。基站也可以被称为"蜂窝站"。或者，特定BS270的各分区可以被称为多个蜂窝站。

如图2中所示，广播发射器(BT)295将广播信号发送给在系统内操作的移动终端100。如图1中所示的广播接收模块111被设置在移动终端100处以接收由BT295发送的广播信号。在图2中，示出了几个全球定位系统(GPS)卫星300。卫星300帮助定位多个移动终端100中的至少一个。

在图2中，描绘了多个卫星300，但是理解的是，可以利用任何数目的卫星获得有用的定位信息。如图1中所示的GPS模块115通常被构造为与卫星300配合以获得想要的定位信息。替代GPS跟踪技术或者在GPS跟踪技术之外，可以使用可以跟踪移动终端的位置的其它技术。另外，至少一个GPS卫星300可以选择性地或者额外地处理卫星DMB传输。

作为无线通信系统的一个典型操作，BS270接收来自各种移动终端100的反向链路信号。移动终端100通常参与通话、消息收发和其它类型的通信。特定基站270接收的每个反向链路信号被在特定BS270内进行处理。获得的数据被转发给相关的BSC275。BSC提供通话资源分配和包括BS270之间的软切换过程的协调的移动管理功能。BSC275还将接收到的数据路由到MSC280，其提供用于与PSTN290形成接口的额外的路由服务。类似地，PSTN290与MSC280形成接口，MSC与BSC275形成接口，并且BSC275相应地控制BS270以将正向链路信号发送到移动终端100。

基于上述移动终端硬件结构以及通信系统，提出本发明方法各个实施例。

如图3所示，本发明第一实施例提出一种信号的抗干扰PCB板的设计方法，通过该设计方法设计得到的PCB板就设置在上述移动终端中，该设计方法包括：

S301，在PCB上取连续的四层电路板；

S302，在第一层电路板上设置信号的抗干扰电路的第一电路，在第三层电路板上设置信号的抗干扰电路的第二电路；

S303，设置第二层电路板为第一层电路板的接地层，设置第四层电路板为第二层电路板的接地层，其中，第一电路和第二电路通过电气长度原理获取耦合走线所需的布线长度，第一电路为将接收到的原始信号进行位移的电路，第二电路为将位移后的信号还原为原始信号的电路。

在设计时，只要在信号发射装置和信号接收装置对应的PCB上留出连续的四层即可，最优的是设置在信号发射装置和信号接收装置之间，这样在PCB设计上也较为方便，且节省移动终端内部的空间。

在PCB上取连续的四层之后，需要为每一层设置不同的布线及实现的功能。本实施例中将信号的抗干扰电路分为第一电路和第二电路，这两个电路被分布在不同的PCB层上。

在实现时，可以设置两个电路在连续的两层电路板上，但是由于每个电路都需要有接地设置，因此，从PCB设计上考虑，将相邻的一层电路板作为接地设置更为方便，且干扰会更小，因此，本发明实施例采用了电路所在电路板和接地电路所在电路板是相邻的设计形式。

对于第一层电路板，可以设置信号的抗干扰电路的第一电路。在设计时，信号的抗干扰电路是对移动终端本身内部的信号进行的抗干扰，例如，移动终端内部的基带信号，因此，信号发射装置可以是射频信号的发射端。在第一电路中，其需要对信号发射装置发出的信号进行接收，因此，设置了信号接收端，用于接收需要处理的信号。

在设计时，第一电路和第二电路均采用蛇形布线方式，通过蛇形布线的方式，可以增加共模损耗，进而减小干扰。

具体的，第一电路的设计如下：将信号接收端对应的布线分为等分的两部分，第一部分等分布线被正向电气长度输出电容所在的第一部分耦合传输线环绕包围，第二部分等分布线被负向电气长度输出电容所在的第二部分耦合传输线环绕包围。

第一电路中，正向电气长度输出电容所在耦合线和负向电气长度输出电容所在耦合线将原始信号分路为90度正向电气长度位移信号和90度负向电气长度位移信号。

对于第二电路，其设计如下：

将信号输出端对应的布线分为等分的两部分，第一部分等分布线被正向电气长度输出电容所在的第一部分耦合传输线环绕包围，第二部分等分布线被负向电气长度输出电容所在的第二部分耦合传输线环绕包围。

通过上述记载可以看出，第一电路和第二电路就是一个对信号进行处理后又还原的过程。

在PCB设计时，为了制造的简易，节省制造时间，对于第一层电路板和第三层电路板，两者为设计结构和布线完全对称的电路。

对于连接方式，相隔层的电路板之间的连接方式如下：

第一层电路板和第三层电路板通过过孔方式连接，第二层电路板和第四层电路板通过过孔方式连接。

对于布线的选择也不是没有任何依据的，本实施例设计时要求任意一条布线的信号传输率小于0.3；其中，信号传输率|Г_in|满足以下公式：

其中，Z_in为任意一条布线输入端口处的输入阻抗；Z_L为任意一条布线输出端口处的负载阻抗；β为相位常数2π/λ；l为任意一条布线的物理长度；Z_o为任意一条布线的传输线特征阻抗。

在本发明实施例中，信号的抗干扰电路被分为第一电路和第二电路，这两个电路被分布在不同的PCB层上，从设计上节省了占用移动终端内部空间的问题，第一电路和第二电路是通过电气长度原理获取耦合走线所需的布线长度的，利用电磁波波长确定实际布线的物理长度，布线长度合理，对发射信号的波长处于一定范围内的信号都具有通用性。

本发明第二实施例提供了一种信号的抗干扰PCB板，该PCB板是通过上述第一实施例提供的信号的抗干扰PCB板的设计方法设计得到的。

在得到的成品信号的抗干扰PCB板上，还可以包括信号发射装置和信号接收装置，在设计时，只要在信号发射装置和信号接收装置对应的PCB上留出连续的四层即可，最优的是设置在信号发射装置和信号接收装置之间，这样在PCB设计上也较为方便，且节省移动终端内部的空间。

设计时，在PCB上取连续的四层，在第一层电路板上设置信号的抗干扰电路的第一电路，在第三层电路板上设置信号的抗干扰电路的第二电路，设置第二层电路板为第一层电路板的接地层，设置第四层电路板为第二层电路板的接地层，其中，第一电路和第二电路通过电气长度原理获取耦合走线所需的布线长度，第一电路为将接收到的原始信号进行位移的电路，第二电路为将位移后的信号还原为原始信号的电路。

在PCB上取连续的四层之后，需要为每一层设置不同的布线及实现的功能。本实施例中将成品PCB板上，第一层电路板和第三层电路板的结构是完全对称一致的；且由于第一电路和第二电路均采用蛇形布线方式，所以可以增加共模损耗，进而减小干扰。

通过上述设计方法得到的信号的抗干扰PCB板，解决了现有技术中没有一种方法能够有效的解决器件本身共模干扰所带来的问题。

本发明实第三实施例提供了一种移动终端，该移动终端包括上述第二实施例中的已制作完成的信号的抗干扰PCB板。

实现时，将该信号的抗干扰PCB板设置在移动终端内部，设置时，如果信号发射装置发射的是伪随机二进制码，则该移动终端中设计的信号的抗干扰PCB板需要对伪随机二进制码进行抗干扰处理。

在信号的抗干扰PCB板处理完之后，需要将该进行了抗干扰处理后的伪随机二进制码发送至信号接收装置。在移动终端中，信号的接收装置在多数情况下是控制器或显示器。

在PCB设计时，为了制造的简易，节省制造时间，对于第一层电路板和第三层电路板，两者为设计结构和布线完全对称的电路；且第一层电路板和第三层电路板还采用了蛇形布线的方式，减少了占用移动终端内部的空间。

将通过上述设计方法得到的信号的抗干扰PCB板设置在移动终端中，可以使移动终端在整体体积没有变化的情况下，大大提升其信号的抗干扰能力。

本发明第四实施例提供了一种信号的抗干扰电路，该信号的抗干扰电路为上述第二实施例中信号的抗干扰PCB板的无损等效电路，其电路示意如图4所示，包括：

信号接收端、六个电容、两个电感和信号输出端；

接收端与第一电容的一端和第二电容的一端连接，第一电容的另一端与第一电感的一端连接，第一电感的另一端接地；第二电容的另一端与第三电容的一端连接，第三电容的另一端接地；

第一电容的另一端还与第四电容的一端连接，第二电容的另一端还与第五电容的一端连接；

第四电容的一端海域第二电感连接，第二电感的另一端接地；第五电容的一端还与第六电容的一端连接，第六电容的另一端接地；

第四电容的另一端与信号输出端连接，第五电容的另一端也与信号输出端连接。

该信号的抗干扰电路该就是第一实施例中设计方法设计得到的信号的抗干扰PCB板的等效电路图。该信号的抗干扰电路有益效果如下：

1.该电路的设计未使用大面积电感、磁珠、电容，电感的实现使用常规耦合蛇形线与垂直方向耦合蛇形线相接的方式，可使用于移动终端部分的体积减小，降低了成本，且提供了更多的空间给终端中的其他模块互连。

2.使用该电路可有效改善因共模干扰带来的手机终端产品模块稳定性下降。

3.使用该电路可通过调整耦合走线和开路线宽度、间距、长度以满足需要的改善抗干扰能力的要求。

4.在满足设计裕量要求的同时避免在通带内产生不需要的谐振，避免需要的频带失效。

本发明第五实施例提供了一种信号的抗干扰PCB板的设计方法，该设计方法通过提升耦合走线共模损耗从而达到提高传输路径抗干扰能力的目的。走线参数的获得方法是通过电气长度原理获得。通过该设计方法得到的PCB板在提升整体信号抗干扰能力的前提下减少了被动元件数量并减小了信号装置占用体积，使整个智能终端的信号抗干扰能力提升以及产品体积和成本减少。具备该信号的抗干扰PCB板的装置设置在信号发射装置和信号接收装置之间，该实施例的信号的抗干扰PCB板的架构示意如图5所示，包括：

200是具改善信号抗干扰能力的信号的抗干扰PCB板；200.1是第一层架构(第一层电路板)；200.2是第三层架构(第二层电路板)；200.3是第二层架构(第三层电路板)；200.4是第四层架构(第四层电路板)；200.5是第一层与第三层互连架构；200.6是第二层与第四层互连架构；200.1.1是耦合蛇形线1；200.1.2是正向电气长度输出电容；200.1.3是负向电气长度输出电容；200.1.4是输入端口；200.2.1是耦合蛇形线2；200.2.2是正向电气长度输入电容；200.2.3是负向电气长度输入电容；200.2.4是输出端口。

此方案中，由占用面积较小的蛇形走线、电容以及耦合传输线构成。蛇形走线包括入射端耦合蛇形线及接收端耦合蛇形线，入射与接收放置于不同层。入射端耦合蛇形线原始信号可分路成90度正向电气长度位移信号和90度负向电气长度位移信号。接受端耦合蛇形线原始信号可将90度正向电气长度位移信号和90度负向电气长度位移信号合并成原始信号。信号传输路径则采用耦合走线方式，使得原始信号中的共模噪声衰减大大增加。由图4可以知道此架构在无损条件等效电路，实际上有损条件时，此电路中的等效电感、电容都需要替换成高阶的高频电路模型，而长度越大就意味着其中的并联等效电感、电容值带来的相移幅度越大。这一特性将有效的帮助获得需要信号频率的传输并抑制带内的抗干扰能力。使用此解决方案思想的耦合蛇形线传输效果可参考图6中的无源特性。

该方案基础原理如下：

其中，Z_in为任意一端传输线输入端口处的输入阻抗；Z_L为任意一端传输线输出端口处的负载阻抗；β为相位常数，即2π/λ；l为传输线的物理长度；Z_o为传输线的传输线特征阻抗。

端口处的反射系数：通常要保证|Гin|<0.3以满足此传输线可靠的信号传输功能。

其中，电气长度原理：180度电气长度对应物理长度的二分之一波长，90度电气长度对应物理长度的四分之一波长。若网络中的两端口之间电气长度相差为180度时，则两端口上表现出的共模信号为0。

下面结合图5对上述试试方式进行具体说明。

第一步，信号进入输入端口(200.1.4)，第一层架构中与、耦合蛇形线1(200.1.1)相连接，耦合蛇形线1(200.1.1)再与正向电气长度输出电容(200.1.2)和负向电气长度输出电容(200.1.3)相接。

第二步，耦合蛇形线1(200.1.1)和正向电气长度输出电容(200.1.2)和负向电气长度输出电容(200.1.3)相接，需要通过耦合传输路径传输后再通过第一层与第三层互连架构(200.5)进入第三层，其中，200.5通常使用过孔方式构成)。

第三步，第三层架构(200.2)中，从耦合传输路径连接过来的走线要与正向电气长度输入电容(200.2.2)、负向电气长度输入电容(200.2.3)连接上，通过耦合蛇形线2(200.2.1)将耦合路径中的信号再变为低共模噪声的原始信号。

第三步，第二层架构(200.3)通过第二层与第四层互连架构(200.6)与第四层架构(200.4)互连。第二层架构(200.3)与第四层架构(200.4)皆为完整的铺铜，200.6通常使用过孔方式构成。

本实施例占用面积小，若将此四层结构用于PCB内层可以省掉屏蔽罩，即使使用屏蔽罩也可以节约面积，降低成本。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种信号的抗干扰PCB板的设计方法，其特征在于，包括：

在印制电路板PCB上取连续的四层电路板，在第一层电路板上设置信号的抗干扰电路的第一电路，在第三层电路板上设置信号的抗干扰电路的第二电路，设置第二层电路板为第一层电路板的接地层，设置第四层电路板为第二层电路板的接地层，其中，所述第一电路和所述第二电路通过电气长度原理获取耦合走线所需的布线长度，所述第一电路为将接收到的原始信号进行位移的电路，所述第二电路为将位移后的信号还原为原始信号的电路；

所述第一电路的设计如下：

将信号接收端对应的布线分为等分的两部分，第一部分等分布线被正向电气长度输出电容所在的第一部分耦合传输线环绕包围，第二部分等分布线被负向电气长度输出电容所在的第二部分耦合传输线环绕包围；

所述第二电路的设计如下：

将信号输出端对应的布线分为等分的两部分，第一部分等分布线被正向电气长度输入电容所在的第一部分耦合传输线环绕包围，第二部分等分布线被负向电气长度输入电容所在的第二部分耦合传输线环绕包围。

2.如权利要求1所述的信号的抗干扰PCB板的设计方法，其特征在于，

第一电路和所述第二电路均采用蛇形布线方式，以增加共模损耗。

3.如权利要求1所述的信号的抗干扰PCB板的设计方法，其特征在于，

所述第一层电路板和所述第三层电路板为设计结构和布线完全对称的电路。

4.如权利要求1所述的信号的抗干扰PCB板的设计方法，其特征在于，

所述第一层电路板和所述第三层电路板通过过孔方式连接，所述第二层电路板和所述第四层电路板通过过孔方式连接。

5.如权利要求1所述的信号的抗干扰PCB板的设计方法，其特征在于，

任意一条布线的信号传输率小于0.3；其中，信号传输率|Г_in|满足以下公式：

Z_in为任意一条布线输入端口处的输入阻抗；Z_L为任意一条布线输出端口处的负载阻抗；β为相位常数2π/λ；l为任意一条布线的物理长度；Z_o为任意一条布线的传输线特征阻抗；j表示复数单位。

6.一种信号的抗干扰PCB板，其特征在于，通过权利要求1至5中任一项所述的信号的抗干扰PCB板的设计方法设计得到的。

7.一种移动终端，其特征在于，包括：权利要求6所述的信号的抗干扰PCB板。