CN116209136B - 一种信号传输结构、电子设备及pcb板 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种信号传输结构、电子设备和PCB板,信号传输结构包括参考地层和设置在参考地层上方的信号层。信号层包括多条信号传输线,多条信号传输线沿其线宽方向平行设置且具有间隙。参考地层包括第一参考区域,第一参考区域为多条信号传输线中两条及其间隙在参考地层上的正投影区域。第一参考区域设置有多个缺口,缺口位于两条信号传输线在第一参考区域的正投影上且沿信号传输线线长方向间隔阵列分布。第一参考区域两侧还设有间隔槽,间隔槽沿信号传输线的线长方向连续分布。通过设计传输结构减小单位长度耦合面积来提升特性阻抗,以实现最佳阻抗控制,具有材料成本投入低、空间利用率高的优点。
Description
技术领域
本申请涉及电子部件技术领域,尤其涉及一种信号传输结构、电子设备及PCB板。
背景技术
在高速及射频电路中,传输线的电阻、电感和电容会使信号传播受到阻碍作用,这个阻碍作用叫做阻抗。射频电路中驱动元件所发出的信号通过信号传输结构中的信号传输线传输至接收元件,以实现通信传输。信号传输线对电流的阻碍作用称为信号传输线的特性阻抗,特性阻抗属于信号传输线的固有特性,其大小与信号传输线的介电常数、信号到参考面距离、信号线宽、铜厚等因素有关。在高速及高频信号传输场景中,特性阻抗的大小会影响信号传输质量,例如:过小的特性阻抗与发送和接收端阻抗不匹配会增加信号反射,增加信号传输回损,从而降低信号传输质量。
受制板工艺及介质材料限制,在一些场景(例如薄PCB叠层场景)中,信号传输线的特性阻抗会偏低,导致其难以达到信号传输需求。目前,当信号传输线的特性阻抗过低时,可以通过使用Low Dk材料或增大信号线到参考面的距离来增大特性阻抗,以实现阻抗控制。例如:信号传输结构自上而下依次包括信号层、第一介质层、第一参考层、第二介质层和第二参考层。信号层中设有信号传输线。第一参考层设置有挖空区,该挖空区位于信号传输线在第一参考层上的垂直投影区域。挖空区可以将信号至参考层的距离从信号至第一参考层的第一距离增大为信号至第二参考层的第二距离,从而使信号传输线的单位长度电容减小,特性阻抗增大。但是,目前这种阻抗控制方案会使信号传输结构的设计面积增加,导致空间利用率降低,抑制了电子设备的性能。
发明内容
本申请提供了一种信号传输结构、电子设备及PCB板,通过设计传输结构减小单位长度耦合面积来提升特性阻抗,以实现最佳阻抗控制,具有材料成本投入低、空间利用率高的优点。
第一方面,本申请提供了一种信号传输结构,包括:参考地层以及设置在参考地层上方的信号层。在信号层中设有多条信号传输线,多条信号传输线沿线宽的方向平行设置,并且每条信号传输线间具有间隙。在参考地层设置有第一参考区域,第一参考区域为多条信号传输线中两条及其间隙的正投影区域,在第一参考区域中设置有多个缺口,多个缺口位于两条信号传输线在第一参考区域的正投影上,同时多个缺口沿信号传输线的线长方向间隔阵列分布。在第一参考区域的两侧还设有间隔槽,间隔槽沿信号传输线的线长方向连续分布。
在本申请提供的信号传输结构中,通过在两条信号传输线在参考地层正投影区域两侧设置间隔槽,以及在两条信号传输线在参考地层正投影区域内设置多个缺口,使单位长度边缘耦合面积减小以及单位长度电容降低,从而提升特性阻抗,以实现最佳阻抗控制。具有材料成本投入低、空间利用率高的优点。在具体的实现场景中,本申请提供的信号传输结构可以基于超薄PCB板结构场景中实现,满足高速信号的传输性能的同时优化PCB板结构的厚度,提升用户的使用体验。
在一种可选择的实现方式中,参考地层还包括两个第二参考区域,两个第二参考区域沿信号传输线的线宽方向分布在第一参考区域的两侧;间隔槽位于每个第二参考区域与第一参考区域之间。
其中,每个间隔槽的宽度需大于0.1mm。由此,通过在第一参考区域的两侧设置间隔槽,以实现在参考地层中设置有避让空间。当信号层中设置有多条信号传输线时,通过在参考地层设置避让空间来保证信号的传输性能。
在一种可选择的实现方式中,位于其中一条信号传输线在第一参考区域的正投影上的多个缺口与位于另一条信号传输线在第一参考区域的正投影上的多个缺口沿第一参考区域的轴向方向呈轴对称设置。
在一种可选择的实现方式中,各个缺口在信号传输线的线宽方向上的宽度与信号传输线的线宽相等。
在一种可选择的实现方式中,各个缺口在信号传输线的线长方向上的长度相等。
在一种可选择的实现方式中,缺口为矩形缺口。
在一种可选择的实现方式中,缺口为三角形缺口。
在一种可选择的实现方式中,缺口为梯形缺口。
由此,本申请提供的缺口形状包括并不局限于上述形状,可以为多边形等任何形状,其中,缺口对应的缺口面积需保持一致,以便于防止信号传输线进行传输时受共模干扰,保证信号传输性能。
在一种可选择的实现方式中,缺口在信号传输线的线长方向上的长度满足如下公式:
其中,L为缺口在信号传输线的线长方向上的长度,λ为信号最高频率对应的波长。
在一种可选择的实现方式中,两个间隔槽的槽宽相同。
在一种可选择的实现方式中,还包括介质层,介质层设置在信号层和参考地层之间。
第二方面,本申请提供了一种电子设备,包括上述第一方面的信号传输结构,信号传输结构设置在电子设备的内部。当电子设备在进行通信过程中,内部的信号传输结构通过在参考地层设置多个缺口和间隔槽,减小单位长度耦合面积来提升特性阻抗,以实现最佳阻抗控制。
第三方面,本申请提供了一种PCB板,包括上述第一方面的信号传输结构,信号传输结构设置在PCB板的内部。本申请提供的信号传输结构满足高速信号的传输性能的同时优化PCB板结构的厚度,提升用户的使用体验的同时使用场景不受限制。可以在超薄单板PCB结构中使用,又可以在多层板PCB结构中的叠层结构使用。其具体使用场景也不受限制,既可以进行埋层设置也可以进行不埋层设置。
由以上技术方案可知,本申请提供了一种信号传输结构、电子设备及PCB板,信号传输结构包括参考地层和设置在参考地层上方的信号层。信号层包括多条信号传输线,多条信号传输线沿其线宽方向平行设置且具有间隙。参考地层包括第一参考区域和两个第二参考区域,第一参考区域为多条信号传输线中两条及其间隙在参考地层上的正投影区域。第一参考区域设置有多个缺口,缺口位于两条信号传输线在第一参考区域的正投影上且沿信号传输线线长方向间隔阵列分布。两个第二参考区域沿信号传输线线宽方向分布在第一参考区域两侧。每个第二参考区域与第一参考区域之间具有间隔槽。通过设计传输结构减小单位长度耦合面积来提升特性阻抗,以实现最佳阻抗控制,具有材料成本投入低、空间利用率高的优点。
附图说明
图1示例性示出了一种典型微带线传输结构的剖面示意图;
图2示例性示出了一种典型差分信号传输结构的示意图;
图3示例性示出了一种典型差分信号传输结构的A向示意图;
图4示例性示出了一种典型差分信号传输结构的B向示意图;
图5示例性示出了本申请提供的信号传输结构的示意图;
图6示例性示出了本申请提供的信号传输结构的A向示意图;
图7示例性示出了不具备开槽和缺口的信号传输结构的电场分布图;
图8示例性示出了本申请提供的信号传输结构的电场分布图;
图9示例性示出了本申请提供的信号传输结构的A向示意图;
图10示例性示出了本申请提供的信号传输结构的A向示意图;
图11示例性示出了本申请提供的信号传输结构的电场分布图;
图12示例性示出了本申请实施例提供的信号传输结构与典型差分信号传输结构的仿真对比图;
图13示例性示出了本申请实施例提供的信号传输结构与典型差分信号传输结构的回波损耗对比图;
图14示例性示出了本申请实施例提供的信号传输结构与典型差分信号传输结构的插入损耗对比图;
图15示例性示出了本申请实施例提供的第二种信号传输结构的示意图;
图16示例性示出了本申请实施例提供的第三种信号传输结构的示意图;
图17示例性示出了本申请实施例提供的第四种信号传输结构的示意图;
图18示例性示出了本申请实施例提供的第五种信号传输结构的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述。显然,所描述的实施例是本申请的一部分实施例,而不是全部实施例。基于本申请的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的其他实施例,都属于本申请的保护范围。
以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的,而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样,单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式,除非其上下文中明确地有相反指示。还应当理解,在本申请以下各实施例中,“至少一个”、“一个或多个”是指一个、两个或两个以上。术语“和/或”,用于描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系;例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B的情况,其中A、B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请实施例中所示的信号传输结构可以应用于电子设备,所述电子设备包括但不限于为手机、平板电脑、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personalcomputer,UMPC)、手持计算机、对讲机、上网本、POS机、可穿戴设备、虚拟现实设备、无线U盘、蓝牙音响、蓝牙耳机或车载前装等具有PCB板结构的移动或固定终端。本申请实施例对此不做任何限制。
印刷电路板(Printed Circuit Board,简称PCB)是利用板基绝缘材料隔离开表面铜箔导电层,使得电流沿着预先设计好的路线在各种元器件中流动,以完成诸如做功、放大、衰减、调制、解调、编码等功能。在最基本的PCB信号传输结构中,整个板体分为两面,其中零件集中在其中一面,导线则集中在另一面上。因为导线只集中出现在其中一面,上述PCB信号传输结构叫作双面板。同时PCB信号传输结构还包括多层板设计。在多层板结构设计中多层设有导线,导线所在的两层间必须设有适当的电路连接。其中,多层板按照材质进行分类可以包括多个信号层、参考层、电源层和介质层。其中,信号层为信号传输线所在的PCB层,信号传输线在PCB信号传输结构的设计中通常是以差分对P和N的形式呈现,通常设计时要保证P和N的走线环境要尽量一致,包括线宽间距的一致性、走线长度的匹配等,P和N周围的相对介电常数也要保持一致。参考层为用于接地的PCB层,电源层为用于供电的PCB层,介质层也为绝缘层位于上述信号层、参考层和电源层之间。
图1示例性示出了一种典型微带线传输结构的剖面示意图。典型微带线传输结构包括信号层100、参考层120和介质层110。信号层100中设有信号传输线130,信号层100和参考层120之间设有厚度为h的介质层110。
受制板工艺及介质材料限制,在一些场景(例如超薄多层PCB场景)中,信号传输线的特性阻抗会偏低,导致其难以达到信号传输需求。目前,当信号传输线的特性阻抗过低时,可以通过使用Low Dk材料或加大信号线到参考面的距离来增大特性阻抗,以实现阻抗控制。图2示例性示出了一种典型差分信号传输结构的示意图。参见图2,该典型差分信号传输结构为叠层结构,典型差分信号传输结构自上而下依次包括信号层200、第一介质层210、第一参考层220、第二介质层230和第二参考层240。其中,信号层200中设置有焊盘区域,焊盘区域具有多个用于与外部进行电连接的焊盘,每个焊盘连接有对应的信号传输线250如差分对P和N,以实现电信号的传输。第一参考层220中设置有挖空区260,该挖空区260设置在信号传输线250在第一参考层220上的垂直投影区域中。
通常当高速及高频信号在信号传输线中传输时,需要对信号传输结构中信号的传输路径进行阻抗控制以减小反射。影响信号传输结构中信号传输线的特性阻抗因素主要包括信号到参考面的距离、信号传输线的宽度、信号传输线的厚度、介质的介电常数、介质的厚度和焊盘的厚度。
图3示例性示出了上述图2中典型差分信号传输结构的A向示意图。参见图3,信号层200包括两条信号传输线250。两条信号传输线250平行设置且两条信号传输线250之间中存在缝隙。图4示例性示出了上述图2中典型差分信号传输结构的B向示意图。参见图4,第一参考层220设置有挖空区260,该挖空区260位于信号传输线250在第一参考层220上的垂直投影区域。挖空区260可以将信号至参考层的距离从信号至第一参考层220的第一距离A1增大为信号至第二参考层240的第二距离A2,从而使信号传输线的单位长度电容减小,特性阻抗增大。但是,挖空区260在提升特性阻抗和信号传输质量的同时,也增加了信号传输结构内部设计面积,使信号传输结构的内部空间利用率降低。需要说明的是,上述典型信号传输结构中并不局限于包括信号层200、第一介质层210、第一参考层220、第二介质层230和第二参考层240,可根据实际情况进行在各个层之间进行排列组合设计。同时,本实施例仅以其中两层参考层为示意,实际情况中并不局限于上述实现方式。
因此,为了优化上述实施例中提供的典型差分信号传输结构,本申请提供了一种信号传输结构。本申请提供的信号传输结构可以基于超薄PCB板结构场景中实现,满足高速信号的传输性能的同时优化PCB板结构的厚度,提升用户的使用体验。需要说明的是,本申请提供的信号传输结构既可以在超薄单板结构中使用,又可以在多层板中的叠层结构使用。其具体使用场景也不受限制,既可以进行埋层设置也可以进行不埋层设置。
图5示例性示出了本申请提供的信号传输结构的示意图。参见图5,该信号传输结构包括信号层300、介质层301和参考地层302,信号层300设置在参考地层302的上方,介质层301设置在信号层300和参考地层302之间。信号层300包括多条信号传输线,多条信号传输线沿其线宽方向平行设置且具有间隙,为便于后续描述,这里列举多条信号传输线中两条信号传输线进行说明,同时将两条信号传输线分别称为第一信号传输线303和第二信号传输线304。第一信号传输线303和第二信号传输线304为一对差分线,其中,第一信号传输线303为信号传输线P,第二信号传输线304为信号传输线N,以便于将信号传输线进行区分来识别差分信号。第一信号传输线303与第二信号传输线304平行设置,且之间具有缝隙309。第一信号传输线303和第二信号传输线304用于传输差分信号,两个信号的振幅相同,相位相反,信号接收端通过比较这两个信号的电压差值来判断发送端发送的逻辑状态,以实现高速信号传输。需要说明的是,本申请提供的两条信号传输线高度均与信号层300的高度相等。同时,由于PCB板中部分地区需要进行覆铜,以减少电磁辐射干扰,本申请提供的两条信号传输线和同层的其他覆铜区域存有避让空间310,避让空间中的避让宽度为0.1mm。
进一步如图5所示,参考地层302中包括第一参考区域3021和两个第二参考区域3022。其中,第一参考区域3021为第一信号传输线303、缝隙309和第二信号传输线304在参考地层302上垂直正投影区域,两个第二参考区域沿信号传输线的线宽方向分布在第一参考区域3021的两侧,第一参考区域的两侧设置有间隔槽,间隔槽位于每个第二参考区域3022与第一参考区域3021之间,间隔槽沿信号传输线的线长方向连续分布。为了便于进一步描述两个第二参考区域3022的位置,这里将两个第二参考区域3022分别称为C区域3022C和D区域3022D,其中,C区域3022C为第一信号传输线303的外侧(即远离第二信号传输线304的一侧)在参考地层302上垂直正投影区域。D区域3022D为第二信号传输线304的外侧(即远离第一信号传输线303的一侧)在参考地层302上垂直正投影区域。C区域3022C靠近第一信号传输线303,远离第二信号传输线304。D区域3022D靠近第二信号传输线304,远离第一信号传输线303。C区域3022C与第一参考区域3021之间具有第一间隔槽305,D区域3022D与第一参考区域3021之间具有第二间隔槽306,第一间隔槽305与第二间隔槽306沿信号传输线的线长方向连续分布。其中,每个间隔槽的宽度需大于0.1mm。设置每个间隔槽的目的是在参考地层中设置有避让空间。需要说明的是,信号层可以存在多条信号传输线,在C区域3022C中远离第一间隔槽305的一侧可以设置有其他信号传输线对应设置的间隔槽,其中C区域3022C的宽度不受限制,可根据实际情况自行设置。
进一步地,第一参考区域3021两侧还设置有多个缺口,为便于描述,这里将位于第一信号传输线303在第一参考区域的正投影上的多个缺口称为第一缺口307,将位于第二信号传输线304在第一参考区域的正投影上的多个缺口称为第二缺口308。多个第一缺口307和多个第二缺口308均沿信号传输线的线长方向间隔阵列分布。
图6示例性示出了本申请提供的信号传输结构的A向示意图。参见图6,第一间隔槽305与第二间隔槽306平行设置在第一参考区域3021的两侧,第一间隔槽305靠近C区域3022C,第二间隔槽306靠近D区域3022D。
图7示例性示出了不具备间隔槽和缺口的信号传输结构的电场分布图。参见图7,介质层301设置在参考地层302和信号层300之间,介质层301为绝缘层,用于保持传输线路及各层之间的绝缘性。且在介质层301中分布有均匀的介质材料。本申请实施例以微带线中差分对传输的信号分解为差分信号(奇模)为例,对于x=0的对称面上为奇对称,两条信号传输线周围均存在电场,两条信号传输线中所传输的电场沿y轴方向是一个为正,另一个为负。其中,信号沿传输线的传播速度一般是由电力线穿过的介质的有效介电常数来决定的。有效介电常数越大,传播速度越慢。
图8示例性示出了本申请提供的信号传输结构的电场分布图。参见图8,第一间隔槽305与第二间隔槽306平行设置且均有相同的槽宽。第一间隔槽305靠近第一信号传输线303在参考地层302上垂直正投影区域B1设置,第一间隔槽305的一侧与垂直正投影区域B1一侧重合。第二间隔槽306靠近第二信号传输线304在参考地层302上垂直正投影区域B2设置,第二间隔槽306与垂直正投影区域B2一侧重合。需要说明的是,垂直正投影区域B1、垂直正投影区域B2和缝隙309在参考地层302上的垂直正投影区域组成第一参考区域3021。同样以微带线中差分对传输的信号分解为差分信号(奇模)为例,该信号传输结构的电场分布对于x=0的对称面上为奇对称,第一信号传输线303和第二信号传输线304中所传输的电场沿y轴方向是一个为正,另一个为负。该信号传输结构的电场分布与上述不具备开槽和缺口的信号传输结构的电场分布不同,第一信号传输线303外侧在参考地层302上的垂直正投影方向不存在电场,第二信号传输线304外侧在参考地层302上的垂直正投影方向不存在电场,仅在第一信号传输线303在参考地层302上垂直正投影方向、第二信号传输线304在参考地层302上垂直正投影方向以及两条传输线之间存在电场。设置第一间隔槽305与第二间隔槽306可以减小边缘耦合面积,从而使信号传输线的单位长度电容降低,特性阻抗增大。
图9示例性示出了本申请提供的信号传输结构的A向示意图。多个第一缺口307和第二缺口308沿第一参考区域3021的轴线方向间隔分布设置在第一参考区域3021的两侧。第一缺口307和第二缺口308为矩形缺口,多个第一缺口307和多个第二缺口308沿第一参考区域3021的轴线方向呈轴对称设置。第一缺口307和第二缺口308在信号传输线的线宽方向上的宽度与信号传输线的线宽均相等。第一缺口307和第二缺口308在信号传输线的线长方向上的长度L相等,同时第一缺口307和第二缺口308还具有一致的缺口宽度和缺口高度。
图10示例性示出了本申请提供信号传输结构的A向示意图。参见图10,多个第一缺口307间隔设置在第一信号传输线303在参考地层302上的垂直正投影区域。缺口和缺口之间的间隔相同,且每个第一缺口307的宽度与第一信号传输线303的宽度保持一致。多个第二缺口308间隔设置在第二信号传输线304在参考地层302上的垂直正投影区域。每个第二缺口308之间的间隔相同,且每个第二缺口308的宽度与第二信号传输线304的宽度保持一致。由于多个第一缺口307和第二缺口308沿第一参考区域3021的轴线方向间隔分布设置在第一参考区域3021的两侧,故沿着图中A方向和B方向形成两种结构。其中,第一种结构为第一参考区域3021中设置有第一缺口307和第二缺口308的区域。参见图11,第一信号传输线303和第二信号传输线304在参考地层302上的垂直正投影区域为缺口状态,同时第一间隔槽305和第二间隔槽306也为挖空状态,均不设有参考地。第二种结构为第一参考区域3021中未设置有第一缺口307和第二缺口308的区域。参见图8,第一信号传输线303和第二信号传输线304在参考地层302上的正投影区域中设有参考地,仅第一间隔槽305和第二间隔槽306为挖空状态。
需要说明的是,上述第一缺口307和第二缺口308的设置为本申请的优选方案。应注意的是,各个第一缺口307和各个第二缺口308之间间隔可以不同,且第一缺口307的宽度与第一信号传输线303的宽度可以不同,第二缺口308的宽度与第二信号传输线304的宽度也可以不同。多个第一缺口307和多个第二缺口308也可以不沿第一参考区域3021的轴线方向呈轴对称设置,例如多个第一缺口307和多个第二缺口308交错设置在第一参考区域3021的两侧。
在一些实施例中,第一缺口307和第二缺口308的缺口长度需根据传输信号的频率范围确定,本申请中缺口长度需满足如下公式:
其中,L为缺口长度,λ为最高频率对应的波长。
需要说明的是,缺口长度需满足上述公式条件,即可忽略设置缺口而引起的特性阻抗变化对第一信号传输线303和第二信号传输线304传输信号的影响,从而保证信号传输质量。需要说明的是,缺口长度越小对差模信号传输的影响越小,阻抗补偿的幅度也越小,需根据实际情况合理选择。
图12示例性示出了本申请实施例提供的信号传输结构与典型差分信号传输结构的仿真对比图。如图12所示,本申请提供信号传输结构的差分特性阻抗值相比于典型差分信号传输结构的差分特性阻抗值提升大约10-15ohm,同时也达到了关于高速高频信号传输时差分对阻抗控制为90ohm的目标。
图13示例性示出了本申请实施例提供的信号传输结构与典型差分信号传输结构的回波损耗对比图。如图13所示,本申请提供的信号传输结构与典型差分信号传输结构的回波损耗相比,整个链路的回波损耗均有所降低。图14示例性示出了本申请实施例提供的信号传输结构与典型差分信号传输结构的插入损耗对比图。如图14所示,本申请提供的信号传输结构与典型差分信号传输结构的插入损耗相比,整个链路的插入损耗均升高,有明显的优化。例如,在4.2GHz和8.3GHz时,插入损耗升高约0.5dB。
在一些实施例中,对于理想无损传输线,其特性阻抗计算公式为:
其中,C为单位长度电容,L为单位长度电感。
进一步地,单位长度电容C计算公式为:
其中,ε为介电常数,A为信号与参考面单位长度正对面积,h为信号到参考面的距离,h受限于PCB叠层结构。
随着系统架构越来越复杂,信号速率越来越高以及电子设备的外形需求,高速信号的传输性能和信号传输结构的厚度就显得更为重要。本申请提供的信号传输结构无需设置多层结构,且无需在相邻参考层开设挖空区,仅需在信号传输线对应的参考层上开槽和开设缺口,以便于满足板内厚度要求,构成超薄信号传输结构。通过将开槽和缺口设置在参考层上,使单位长度边缘耦合面积减小以及单位长度电容降低,从而提升特性阻抗。本申请通过设计传输结构减小单位长度耦合面积来提升特性阻抗,以实现最佳阻抗控制,具有材料成本投入低、空间利用率高的优点。
图15示例性示出了本申请实施例提供的第二种信号传输结构的示意图。参见图15,参考地层302中包括第一间隔槽305和第二间隔槽306,第一间隔槽305和第二间隔槽306分别位于第一参考区域3021的两侧。同时,多个第一缺口307和第二缺口308沿第一参考区域3021的轴向方向呈轴对称设置在第一参考区域3021中。其中,每个缺口的结构为三角形形状,三角形底边靠近第一间隔槽305和第二间隔槽306设置。缺口长度L为三角形中两个斜边的中点连线,缺口长度的要求同上述第一实施例中矩形缺口的长度要求。
图16示例性示出了本申请实施例提供的第三种信号传输结构的示意图。参见图16,多个第一缺口307和第二缺口308沿第一参考区域3021的轴向方向呈轴对称设置在第一参考区域3021中。其中,每个缺口的结构为三角形形状,三角形底边靠近第一参考区域3021的轴线设置。其他结构设置与上述第二种传输结构相同,在此不再赘述。
图17示例性示出了本申请实施例提供的第四种信号传输结构的示意图。参见图17,参考地层302中包括第一间隔槽305和第二间隔槽306,第一间隔槽305和第二间隔槽306分别位于第一参考区域3021的两侧。同时,多个第一缺口307和第二缺口308沿第一参考区域3021的轴向方向呈轴对称设置在第一参考区域3021中。其中,每个缺口的结构为梯形形状,梯形的上底靠近第一间隔槽305和第二间隔槽306设置,梯形的下底靠近第一参考区域3021的轴线设置。缺口长度为梯形中两个斜边的中点连线,缺口长度的要求同第一实施例中矩形缺口的长度要求。
进一步地,图18示例性示出了本申请实施例提供的第五种信号传输结构的示意图。参见图18,多个第一缺口307和第二缺口308沿第一参考区域3021的轴向方向呈轴对称设置在第一参考区域3021中。其中,每个缺口的结构为梯形形状,梯形的上底靠近第一参考区域3021的轴线设置,梯形的下底靠近第一间隔槽305和第二间隔槽306设置。其他结构设置与上述第四种信号传输结构相同,在此不再赘述。
在一些实施例中,缺口的设置形状包括并不局限于上述形状还可以为多边形等任何形状。同时,第一缺口307和第二缺口308的形状可以不相同,示例性的,第一缺口307可以为三角形,第二缺口308可以为矩形。需要说明的是,第一缺口307和第二缺口308的形状不受限制,但缺口对应的缺口面积需保持一致。若缺口面积不一致则导致共模干扰,影响信号传输。
以上实施例仅以一对差分信号传输线进行示例性说明,本申请提供的信号传输结构可以存在多对差分信号传输线,当存在多对差分信号传输线时,对应参考地层的结构均与上述参考地层302结构相同,在此不再赘述。本申请还可以存在多条信号传输线,其中,该信号传输线不是成对差分信号传输线而是多条独立的单条信号传输线。当存在独立的单条信号传输线时,该单条信号传输线的线宽需满足上述一差分信号传输线及其间隙的宽度,对应的在参考地层即为第一参考区域3021的宽度,在该单条信号传输线对应的参考地层的结构与上述参考地层302结构相同。
在一些实施例中,本申请实施例还提供一种电子设备,电子设备包括信号传输结构,信号传输结构设置在电子设备的内部。当电子设备在进行通信过程中,内部的信号传输结构通过在参考地层设置缺口和间隔槽,减小单位长度耦合面积来提升特性阻抗,以实现最佳阻抗控制,具有材料成本投入低、空间利用率高的优点。
在一些实施例中,本申请实施例还提供一种PCB板,PCB板包括信号传输结构,信号传输结构设置在PCB板的内部。该信号传输结构可以在超薄单板PCB结构中使用,又可以在多层板PCB结构中的叠层结构使用。其具体使用场景也不受限制,既可以进行埋层设置也可以进行不埋层设置。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后,将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是,本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (12)
1.一种信号传输结构,其特征在于,包括:
参考地层以及设置在所述参考地层上方的信号层;
所述信号层包括多条信号传输线,多条所述信号传输线沿其线宽方向平行设置且具有间隙;
所述参考地层包括第一参考区域,所述第一参考区域为多条所述信号传输线中两条及其间隙在所述参考地层上的正投影区域;所述第一参考区域设置有多个缺口,所述多个缺口位于两条所述信号传输线在所述第一参考区域的正投影上,并且沿所述信号传输线的线长方向间隔阵列分布;位于其中一条所述信号传输线在所述第一参考区域的正投影上的多个所述缺口与位于另一条所述信号传输线在所述第一参考区域的正投影上的多个所述缺口沿所述第一参考区域的轴向方向呈轴对称分布;
所述第一参考区域两侧还设有间隔槽,所述间隔槽沿所述信号传输线的线长方向连续分布。
2.根据权利要求1所述的信号传输结构,其特征在于,所述参考地层还包括两个第二参考区域,两个所述第二参考区域沿所述信号传输线的线宽方向分布在所述第一参考区域的两侧;所述间隔槽位于每个所述第二参考区域与所述第一参考区域之间。
3.根据权利要求1所述的信号传输结构,其特征在于,各个所述缺口在所述信号传输线的线宽方向上的宽度与所述信号传输线的线宽相等。
4.根据权利要求1所述的信号传输结构,其特征在于,各个所述缺口在所述信号传输线的线长方向上的长度相等。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的信号传输结构,其特征在于,所述缺口为矩形缺口。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的信号传输结构,其特征在于,所述缺口为三角形缺口。
7.根据权利要求1-4任意一项所述的信号传输结构,其特征在于,所述缺口为梯形缺口。
8.根据权利要求4所述的信号传输结构,其特征在于,所述缺口在所述信号传输线的线长方向上的长度满足如下公式:
其中,L为所述缺口在所述信号传输线的线长方向上的长度,λ为信号最高频率对应的波长。
9.根据权利要求1所述的信号传输结构,其特征在于,两个所述间隔槽的槽宽相同。
10.根据权利要求1所述的信号传输结构,其特征在于,还包括介质层,所述介质层设置在所述信号层和所述参考地层之间。
11.一种电子设备,其特征在于,包括权利要求1-10任意一项所述的一种信号传输结构,所述信号传输结构设置在所述电子设备的内部。
12.一种PCB板,其特征在于,包括权利要求1-10任意一项所述的一种信号传输结构,所述信号传输结构设置在所述PCB板的内部。
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