CN1221517A - 双向非固态阻抗受控的参考平面 - Google Patents

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Abstract

一种电路板包括一组信号导体(60,62,64)和网格(20)。网格(20)具有沿第一轴线(Y)形成网孔结构的导电材料的图形。信号导体(60,62,64)的方位平行于第一轴线(Y),它们覆盖导电材料的基本上恒定的面积,而与信号导体(60,62,64)的位置无关。信号导体(60,62,64)的电容从而被控制,使得信号导体(60,62,64)的阻抗可以被保持在高的值。

Description

双向非固态阻抗受控的参考平面
本发明一般涉及柔性电缆和印刷电路板传输线,尤其涉及用于控制在柔性电缆和印刷电路板中的信号线的阻抗的装置和方法。
本发明涉及在扁的柔性电缆和印刷电路板中的数据传输线或其它类型的传输线的阻抗控制,在所述柔性电缆和印刷电路板中具有多个靠近地参考平面的导体。
微带和带状线被广泛地用于互连数字计算机中的高速逻辑电路,因为它们可以利用自动化技术制造并可以提供阻抗受控的信号通路。然而,微带结构带来大量的电磁辐射。可以使用带状线结构,以便大大减少不希望的电磁辐射。然而,增加第二参考或地层使得在信号导体和参考平面之间的电容耦合增加,因而大大减少信号导体的阻抗。为了维持所需的较高阻抗,在传统的带状线结构中,参考层和信号导体之间的距离必须比微带结构中的大。这一增加的厚度极大地减少了电缆能够承受多次弯曲的能力,或者,当用于印刷电路板中时,使印刷电路板的总厚度增加。
一般地说,导体被形成在柔性电缆或印刷电路板的平面中。地平面或其它参考电压平面位于平行于导体平面中,以便控制信号导体的阻抗,并阻挡来自传输高频信号例如在数字计算机中的时钟信号和高速数据信号的导体的电磁辐射的传播。在印刷电路板或其类似物中,一般使用固态的地平面。然而,固态地平面没有柔性,除非被作得非常薄,因而不适用于保护要被频繁弯曲的电缆中的信号导体,例如在笔记本计算机的主体和可移动的显示屏之间的柔性电缆中的信号导体。此外,因为在接近信号导体处形成的固态地平面的大的电容,信号导体的阻抗可能会低于所需的值。在另一方面,如果地平面远离信号导体以便减少电容而增加阻抗,柔性电缆将变得较厚,因而其柔性减少,在重复地弯曲时易于折断。类似地,印刷电路板也会变得较厚,因而增加重量和制造成本。
具有在网格中形成的导电部分的参考平面已被用于微带设计中以便增加阻抗并提供柔性。然而,因为网格不像固态参考平面那样是连续的,已经发现,要控制由带有网格的参考平面保护的信号导体的阻抗是十分困难的,这是因为不能控制被信号导体交叉的导电的网格部分的面积,因而不能控制信号导体相对于屏蔽网格的阻抗。因而,本发明的目的在于,提供一种柔性电缆和电路板,它们提供有效的屏蔽并具有可控的特性阻抗。
在传统上,微带和带状线结构的阻抗由信号导体的宽度、信号导体离开一个或几个参考平面的距离、信号导体周围的电介质以及,在较小程度上,信号导体的厚度确定。
然而,这种确定带状线和微带的阻抗的传统方法对设计者施加了太多的限制。例如,在某种应用中,如在最新的台式计算机和服务器系统中的外围部件的互连便需要在印刷电路板上的非常高的阻抗。使用现有技术获得这种高阻抗的一种方法是增加信号导体和参考平面之间的距离。然而,这需要使用非标准厚度的昂贵的印刷电路板。这种非标准的印刷电路板不仅制造成本高,而且由于其笨重而使得在许多应用中是不适用的。因而,本发明的目的在于,提供一种电路板,其提供高的阻抗而不增加电路板的厚度。
另外,微带设计者可以采取通过增加信号导体和参考平面之间的距离并减少信号导体的宽度而增加信号导体的阻抗。然而,在实施后一种处理中设计者面临两种限制。第一,信号导体的最小宽度被目前的技术限制为大约4密耳(1密耳=0.0001英寸)。第二,当导体宽度在6密耳以下时,制造电路板的成本将显著增加。
和传统的微带结构有关的另一个缺点是产生正向和反向交扰,这会严重地损害信号质量。交扰是一个信道的信号耦合进入另一个信道的结果。交扰可以由若干原因产生,其中之一是电缆参数的不平衡。具体地说,交扰可以由导体的电容和电感之间的不平衡引起。由于这种不平衡,可以产生一个导体的信号在另一个导体中的净耦合。一般当导体被暴露在非均匀介质中时,这种不平衡加重,例如在传统的微带结构的情况下。本发明的另一个目的在于,提供一种电路板,其呈现较小的交扰,同时提供增加的阻抗。
除去上述限制之外,在传统的微带结构中的表面导体放射高的电磁辐射,对周围电子电路的工作带来干扰。反过来说,过大的辐射还可以影响平面导体的工作。在传统的微带结构中,不可能提供足够的屏蔽,这是因为,信号导体的表面可以自由地辐射进入安装电路板的系统的空腔内。这种辐射污染要求信号导体使带状线结构构成。然而,带状线结构的高阻抗导体要求参考平面和导体之间的距离大大增加才能达到所需的高阻抗。然而,增加厚度在需要薄的或标准厚度的电路板的应用中是不希望的。因此,本发明的另一个目的在于,提供一种电路板,其提供有效的屏蔽,同时提供增加的阻抗。
传统的方法对于增加柔性电缆和印刷电路板传输线的阻抗并控制其阻抗范围的局限性在Edward D.Suski申请的并已经转让给ASTResearch,Inc.的专利US 5,300,89中说明了。此处该专利被全文引为参考。该专利中说明的技术利用基本相同的第一和第二导电的屏蔽网格,其中第二个导电网格位于相对于第一网格一个预定的偏移处,并且其中导线位于相对于网格一预定的位置的网格之间。通过使用导电的屏蔽网格,和固态导电平面相反,能够使参考平面具有较大的柔性。此外,在导线和参考网格之间的电容小于在导线和固态参考平面之间的电容。而且,借助于使导线位于相对于网格一个预定的位置处,每个导线和相邻的导线分开一个预定距离,便可以确保相对于屏蔽网格的电容,因而也是阻抗被控制。
然而,上述的专利S300899所述的技术使导线位于相对于网格的预定的位置处,并且每个导线和相邻的导线分开一个预定的距离。这些条件对导线的位置附加了限制,因而使得放线更加困难。此外,在给定面积内可以设置的导线数量受到限制。
因而,在本领域中需要提供一种具有柔性参考平面的柔性电缆,这种电缆在设计成带状线时能够承受数以千计的弯曲,并能得到所需的阻抗,其能够传输信号而不需把信号导体置于预定的位置,并且不会使信号质量变劣,同时提供可接受的屏蔽能力。
在本领域中还需要提供一种电路板,其具有增加的信号线阻抗而不增加电路板的厚度,或减少导体宽度或导体厚度,或使用非均匀的或非标准的介电材料来得到所需的增加的阻抗,从而能够传输信号而不使信号质量变劣或损失信号强度,并且不需要使信号导体处于预定的位置,同时提供可接受的屏蔽能力。
本发明是一种用于增加在柔性电缆或包括多个信号导体的印刷电路板中的信号导体的阻抗范围的装置与方法。电缆和电路板还包括具有由导电材料制成的图形的网格。网格图形被这样构成,使得信号导体的方向平行于第一轴线。信号导体覆盖导电材料的基本上恒定的面积,而与信号导体的位置无关。
本发明的一个方面是一种具有第一轴线的电路板(或电缆)。电路板还包括具有由第一网孔结构构成的第一图形的第一网格。电路板还包括和第一网格基本上平行的第二网格,并具有相对于第一网格的网孔结构以一个预定的偏移对准的第二网孔结构。第二网格具有由第二网孔结构构成的第二网格。第一和第二网孔被这样设计,使得被设置在第一网格和第二网格之间的并和第一轴线平行的信号导体具有基本上恒定的电容,而与信号导体的位置无关。在最佳实施例中,第二图形基本上和第一图形相同,并且第一网孔结构基本上和第二网孔结构相同。
在一个特别有利的实施例中,屏蔽系统包括在第一平面内的第一导电网格。第一导电网格具有第一轴线和第二轴线。第二轴线垂直于第一平面内的第一轴线。信号导体被基本上和第一平面平行地设置在第二平面中。信号导体被和第一与第二轴线之一平行地设置。信号导体相对于第一导电网格具有基本上恒定的电容,而与信号导体在第二平面内的位置无关。在一个最佳实施例中,屏蔽系统还包括基本上和第一导电网格平行的第二导电网格,使信号导体设置在第一导电网格和第二导电网格之间。第一和第二导电网格的面积被改变,以便提供相对于信号导体的恒定的电容。
本发明的另一个方面是一种电路板,其包括具有第一轴线的导电材料制成的网格。该电路板还包括以和网格相对恒定的距离设置的信号导体。信号导体跨越导电材料的基本上恒定的面积,而与导体的位置无关。
本发明还有一个方面是一种电路板,其包括具有第一轴线的导电材料制成的网格。网格还具有垂直于第一轴线的第二轴线。该电路板还包括和第一轴线平行地设置的信号导体。信号导体相对于网格具有基本上恒定的电容,而与信号导体沿着第二轴线的位置无关。在最佳实施例中,电路板还包括由导电材料制成的以和第一网格沿第一轴线一个预定的偏移对准的第二网格。第二网格还沿着第三轴线离开第一网格一个预定的偏移被设置。第三轴线垂直于第一轴线和第二轴线。导电信号位于第一和第二网格之间。第一网格的导电材料的面积和第二网格的导电材料的面积在第一网格和第二网格沿着第三轴线重叠处被减少,从而在信号导体中承受基本上恒定的阻抗。
本发明的另一个方面是一种用于增加电路板中的信号导体的阻抗的方法,包括在信号导体的一侧上设置具有第一轴线的第一形成图形的屏蔽网格的步骤。所述形成图形的屏蔽网格包括导电部分的多个交叉。该方法还包括如此设置信号导体使得其和第一轴线平行的步骤。该方法还包括如此设计导电部分和交叉的步骤,使得和信号导体形成的平均电容基本上保持恒定而与信号导体沿着第二轴线的位置无关。在一个最佳实施例中,该方法还包括在信号导体的相对侧设置第二形成图形的屏蔽网格的步骤,第二网格沿第一轴线与第一网格具有一个偏移。该方法还包括如此设计第一网格和第二网格,使得电容基本上保持恒定的步骤。
本发明还有一个实施例是一种具有第一轴线的电路板。该电路板还包括第一信号导体和第二信号导体。第一和第二信号导体的方向和第一轴线平行。该电路板还包括第一组导电部分,其以和第一、第二信号导体离开一个距离而被设置在第一平面内。第二组导电部分被设置在第一平面内,和第一组导电部分垂直。第一组导电部分和第二组导电部分形成重复的网孔图形。每个网孔具有第一和第二顶角。第一顶角和第二顶角呈对角线相对。在第一顶角内设置一个倒角,在第二顶角内设置一个倒角,使得每个信号导体覆盖一个导电部分和倒角的基本上恒定的面积。在一个最佳实施例中,每个网孔具有第三和第四顶角,在第三顶角内设置一个倒角,在第四顶角能设置一个倒角。在本发明的另一个最佳实施例中,电路板还包括其方向和第一轴线垂直的第三信号导体。
图1是现有技术中形成网格的参考平面的平面图;
图2是现有技术中形成网格的参考平面的平面图,其中信号导体被分开不同的间隔;
图3a表示按照本发明的网孔结构的第一个最佳实施例;
图3b表示按照本发明的网孔结构的第二个最佳实施例;
图4是按照本发明的屏蔽柔性电缆的第一实施例的平面图;
图5表示图4中沿5-5的放大的截面图;
图6沿着图5的线6-6取的本发明的纵剖面图;
图7是按照本发明的电路板传输线的第二个最佳实施例的平面图;
图8是沿着图7的线8-8取的本发明的纵剖面图;
图9是按照本发明的电路板传输线的第三个最佳实施例的平面图;
图10是沿着图9的线10-10取的本发明平面图的的纵剖面图;
图11表示使一根信号导体扭转90度的最佳方法的平面图;
图12是按照本发明的电路板传输线的第四个最佳实施例的平面图;
图13是沿着图12的线13-13取的本发明的电路板的一个实施例的纵剖面图;
图14是本发明的电路板的一个实施例的纵剖面图。
图1说明在美国专利5,300,899中所述的现有技术中的网格化的参考平面系统。通过使用导电屏蔽网格,和固态导电平面相比,可以使参考平面具有较大的柔性。此外,如下所述,导线和固态参考网格之间的电容小于导线和参考平面的电容。
上述美国专利5,300,899中说明的参考网格系统包括屏蔽网格18,网格18又包括一组导电部分6,8,和多个信号导体1,2,4,它们都在预定位置相互对准,如下所述。
如图1所示,屏蔽网格18具有由构成网格18的导电部分6,8构成的重复的方格图形。如图所示,网格18的部分6和部分8垂直。
如下所述,当信号导体1,2,4跨越网格18时,信号导体1,2,4的电容受附近的屏蔽18的导电面积的影响。具体地说,因为下述的原因,方格相对于信号导体1,2,4的长度方向呈45度,使得导电部分6,8相对于信号导体1,2,4网状。
每个方格具有由两个导电部分6,8的交点构成的4个顶角。如图1所示,信号导体1,2,4最好如此设置,使得信号导体1,2,4从由网格18的导电部分限定的方格的顶角到顶角延伸,对于按这种方式设置的信号导体1,2,4,其通过网格18的顶角的上方,并且每个信号导体覆盖网格的导电材料的相同面积。
电容和由信号导体覆盖的导电材料的面积之间的关系由下式表示: C = ϵ 0 ϵ r a h - - - ( 1 ) 其中:
ε0是自由空间的电容率;
εr是导体和参考平面之间的介电常数;
h是信号导体和参考平面之间的距离;以及
a是由信号导体覆盖的网格的导电材料的面积。因而,如图1所示,每个信号导体1,2,4覆盖其跨越的每个网孔的导电材料的基本上相同的面积。由式(1)可见,信号导体1,2,4只要其相互偏移尺寸D1的整数倍,并因而使其每个覆盖网格18的导电材料的相同的面积,则其电容耦合将基本相同。
参见式(1),信号导体1,2,4的阻抗是电容,电感,电阻和电导的函数: Z 0 = R + jωL G + jωC - - - - 2 其中Z0是信号导体的特征阻抗,R是电阻,G是电导,ω是单位为弧度(即2πf)的频率,j是-1的方根,L是电感,C是信号导体的电容。
在高频下,阻抗主要由电容和电感决定,因而(2)式变为: Z 0 = L C - - - - 3 因而,通过减少导体对参考平面的电容耦合,式(3)中的分母中的C值减少,因而特征阻抗增加(即阻抗和每单位长度的导体的电容成反比)。这和使参考平面远离导体而增加信号导体的特征阻抗具有相同的效果。因此,通过使用网格参考平面代替实心参考平面,减少信号导体1,2,4的电容,并通过保持平均电容基本恒定,可以使信号导体的阻抗被精确而恒定地保持足够高的值,以便和电子系统例如笔记本计算机等中的其它电路通路的特征阻抗匹配。例如,通常需要提供50欧姆的特征阻抗,这是在高频时钟电路中通常使用的阻抗。
然而,如果信号导体1,2,4相互之间不偏移尺寸D1的整数倍,而是彼此之间的间距被随机地设置,如图2所示,则信号导体1,2,4不再覆盖网格2的导电材料的相同的面积。这样,例如,如果信号导体1,2,4的宽度W1为1个单位宽,并且如果导电部分6,8每个的宽度W2为2.1个单位,则信号导体1覆盖3.5个单位面积,信号导体2覆盖5个单位面积,信号导体4覆盖6个单位面积。这样,参见式1,信号导体1,2,4相对于网格18的相对电容耦合将从3.5改变为:信号导体1、2为5,信号导体4为6。这样,在最坏的情况下,从信号导体1到信号导体6电容的改变大约为71%。电容改变的百分比对于不同宽度的信号导体1,2,4和不同宽度的导电部分6,8可以不同。因为信号线的阻抗和电容的平方根成反比,如式3所示,信号导体1,2,4的阻抗的最大改变大约为31%,如果忽略从信号导体1到信号导体4的电感的任何改变的话。因而,虽然在所述美国专利5,300,899中公开的发明使用非固态参考平面增加线路阻抗,但是该专利要求信号导体对信号导体的排列相对地固定,以便使信号线保持恒定的阻抗。即,如图1所示,所有的信号导体都和网格的交点对准。另外,如上述专利所述,信号导体的位置可以离开交点一个预定的偏移。因而,这种方法限制了可用于放线的信号平面面积,因而减少放线密度,并且使放线更加困难。
图4和图5表示按照本发明的电路板10。如图5所示,该电路板包括由一组导电部分构成的导电屏蔽网格20,和多个信号导体60,62,64。
屏蔽网格20具有由导电部分22,24构成的网孔结构的重复的图形。如图3a所示,在本发明的一种最佳实施例中,网孔结构是这样形成的:在现有技术的网格状的参考平面18中使用的每个方格的4个顶角中的两个相对的顶角76,78中增加一个倒角,从而形成导电部分22,24的具有一定形状的交点75。所得的网孔结构是眼形的,具有第一和第二拐角72,74。参见图5,在本发明的这个最佳实施例中,导电部分22和导电部分24垂直。在本发明的一个最佳实施例中,导电部分22,24的具有一定形状的交点75被彼此相对地设置,其跨过眼形结构,并由距离D分开。具有一定形状的交点75当其方位如图5所示时,其位于垂直相邻的网孔结构之间。可以理解,图3a和图5说明的网孔结构只是一种例子,可以使用大量的其它合适的构型。
最好是,网格20由印刷电路板刻蚀技术形成,从印刷电路板坯料上除去铜或其它导电材料,使得在刻蚀之后剩下的导电材料形成导电部分22,24。
在第一拐角72和第二拐角74之间的距离D形成在任何两个导电部分之间的最大的开口,并被称为开口尺寸。如电信号屏蔽技术中所熟知的,如果开口尺寸小于在任何信号导体60,62,64中传播的最高信号频率的半个波长,则形成对于信号导体60,62,64发射的电磁波能量的有效的阻挡层。应该理解,信号例如具有100Mhz的频率的时钟信号,具有该频率的多次谐波。当确定屏蔽网格20的网格部分之间的最大可允许距离时,最高信号频率的谐波被考虑。在最佳实施例中,选择距离D小于通过信号导体60,62,64传输的任何信号的最短预期波长的1/20,以便确保足够的屏蔽。例如,如果某个最高次谐波具有2GHz的频率(相应的波长为0.15米),则最大所需距离D为0.75cm。
如图6所示,信号导体60,62,64和网格20离开一个基本上恒定的距离被平行地设置,并且信号导体60,62,64和网格20之间由绝缘层50绝缘。网格20的底面层叠有绝缘层56。在掩盖的微带的情况下,信号导体60,62,64的上表面层叠有绝缘层54。这些层被夹在一起,并利用本领域中熟知的合适的黏合剂固定。
为了更充分地理解下面的说明,在附图中建立X,Y,Z坐标系统是有帮助的。X,Y轴位于图5所示的水平平面内。网格20在和水平平面平行的平面内。类似地,信号导体60,62,64位于和网格20的平面平行的平面内。信号导体60,62,64的长度方向和Y轴平行,如图5所示。Z轴和X,Y轴垂直,如图6所示。
如图5所示,具有一定形状的交点75的第一端和第二端之间的尺寸L2是沿Y轴方向跨过导电部分24尺寸L1的两倍。这样,信号导体60,62,64覆盖构成网格20的导电材料的基本相同的面积。在距离A中,信号导体60相当于跨过3个交点(两个完整的交点和两个半交点),信号导体62跨过6个导电部分,信号导体64跨过和信号导体60相同数量的交点,和信号导体64相同数量的导电部分。因而,不管信号导体沿X轴位于何处,将覆盖基本相同的构成网格20的导电材料的面积。
这样,如式(1)所示,信号导体的电容C和由导体覆盖的网格的导电材料的面积a成正比。因此,电容C正比于a的减少而减少。当使用按照本发明的导电参考网格时,覆盖并平行于信号导体的导电材料的面积小于在使用固态导电参考平面的系统中的覆盖并平行于信号导体的导电材料的面积。因而,在本发明中的信号导体的电容小于传统系统中的电容。此外,因为信号导体60,62,64相对于导电网格20的的电容正比于导体覆盖的导电材料的面积,即使网格和导体之间并非一致地对准,或信号导体和信号导体之间沿X轴不是一致地排列,信号导体60,62,64具有和导电网格20形成的基本相同的平均电容。
信号导体60,62,64的阻抗是电容、电感、电阻和电导的函数,如式(2)所示。信号导体60,62,64的电感的变化是不大的,因此在以下的说明中可被忽略。参见式(3),通过如此设计网孔,使得信号导体60,62,64相对于网格20的平均电容的变化最小。信号导体60,62,64的阻抗变化同样被减到最小,在本发明中信号导体60,62,64的阻抗的最小改变好于前述的现有技术,本发明使用简单的画有交叉阴影线的网格而不固定导体相对于网格的位置,在现有技术中由第一导体覆盖的面积与第二个平行导体覆盖的面积之差可达71%之多。在这种现有技术的实现中,由式(1)和式(3)显然可见,和第二导体的电容相当的第一导体的电容同样可以相差71%之多。因而,忽略电感的任何变化,和电容的倒数的平方根成正比的电容可以相差31%之多。
如上所述,本发明克服了和提高并控制阻抗的传统方法,例如增加信号导体和参考平面之间的距离,相关的限制和缺点。传统方法具有增加电路板的厚度、重量和成本的相反的效果。
另一种用于增加信号导体的阻抗的传统技术是减少信号导体的宽度或厚度而减少由信号导体覆盖的参考平面的面积,借以减少信号导体和参考平面之间的电容耦合。这种方法也具有不希望的效果,因为较薄的信号导体制造困难,并具有有限的电流承载能力。
另外一种用于增加阻抗的传统方法是在信号导体和参考平面之间使用具有较低介电常数的绝缘层。然而,具有较低介电常数的非标准的绝缘层比标准的绝缘层贵得多。因而,使用较低的介电常数的绝缘层使电路板的成本大大增加。本发明具有提供较高的可控阻抗而不增加厚度重量或成本的优点。
增加线路阻抗的另一种方法是使用非固态参考平面和使信号导体与网格对准。然而,这种方法限制了可用于放线(routing)的信号平面面积,因而减少了放线密度,并且使放线更加困难。
因而,上述的本发明提供了一种印刷电路板屏蔽系统,其支持微带线的高密度放线,同时提供可控的恒定的高阻抗,而不需要控制网格对网格的相对排列或信号导体对信号导体的相对排列,并且不导致和用于增加阻抗的传统方法有关的代价。
在本领域中还需要不用具有上述的附加的缺点的传统方法,并且不需要导体与网格之间的对准或信号导体对信号导体对准而提供一种印刷电路板或电缆,其带状线信号导体具有被控的增加的阻抗。这些目的可以由下述的本发明的最佳实施例实现。
图7是本发明的三层中心带状线电路板结构。电路板100包括由一组导电部分构成的上部屏蔽网格120,由相同的一组导电部分构成的下部屏蔽网格140,和多个信号导体160,162,164。
如图7所示,每个屏蔽网格120,140具有均匀的重复的网孔结构的图形。网孔结构分别由导电部分122,124和142,144构成。在最佳实施例中,导电部分122和导电部分124垂直,导电部分142和导电部分144垂直。在本发明的一个最佳实施例中,具有一定形状的交点175在导电部分122,124或142,144的交点形成,使得由导电部分122,124或142,144形成的网孔结构是眼形的,并具有第一和第二拐角172,174。
如图8所示,信号导体160,162,164位于网格120,140之间,其方向与网格120,140平行。信号导体160,162,164通过绝缘层150和上网格120绝缘,通过绝缘层152和下网格140绝缘。上网格120的上表面层叠有绝缘层154,下网格140的底表面层叠有绝缘层156。
为了更充分地理解下面的说明,在附图中再次建立X,Y,Z坐标系统是有帮助的。X,Y轴位于图7所示的水平平面内。每个网格120,140在和水平平面平行的平面内。类似地,信号导体160,162,164位于两个网格120,140之间并在和网格120,140的平面平行的平面内。信号导体160,162,164的长度方向和Y轴平行,如图7所示。Z轴和X,Y轴垂直,如图8所示。
参见图7和图8,上网格120和下网格140相互如此偏移,使得一个网格的交点175的腰部在另一个网格的眼形网孔190的中心。虽然也可以使腰部不在中心,但是使腰部在中心在本发明中可以提供阻抗的最佳控制。具体地说,可以看出,覆盖下网格140的上网格120的导电材料的面积被减到最小,借以使两个网格120,140之间的电容,以及网格120,140和设置在其间的信号导体160,162,164之间的电容减到最小。因而网格120,140最好如此偏移,使得不覆盖网格交点180,并使得网格导电部分122和142以及网格导电部分124和144的覆盖面积最小。
如图7进一步所示,两个网格120,140的导电部分122,124,142,144和具有一定形状的交点175的尺寸这样选择,使得信号导体160,162,164相对于网格120,140都具有基本相同的平均电容,而与信号导体沿X轴的位置无关。这通过使导电部分122,124,142,144呈锥形,使得导电部分122,124,142,144在交点175之间的中点最窄来实现。这里使用的术语导电部分122,124,142,144的“中点”是指各个部分离开相邻的交点基本上等距离的位置。可以看出,上网格120和下网格140在其各自的中点重叠。重叠使得在重叠之间通过的信号导体的阻抗和在埋入的微带实现中的信号导体的阻抗相比减少1/3。这一阻抗减少由颈缩导电部分122,124,142,144,使得其在交点175之间的总面积大约减少1/3来补偿,从而恢复阻抗。因而,信号导体160,162,164相对于网格120,140具有基本相同的电容。在距离A中,信号导体160跨过3个交点,信号导体162被设置在导电部分122,142或124,144的6个重叠之间,信号导体164跨过3个交点175的一部分和6个导电部分122,124,142,144的一部分。因而,不管信号导体沿X轴位于何处,其相对于网格120,140具有基本相同的电容。
如式(2)所示,信号导体160,162,164的阻抗是电容,电感,电阻和电导的函数。因而,通过以相容的方式减少信号导体160,162,164的电容,信号导体160,162,164的阻抗可被精确地一致地保持足够高,以便和电子系统例如笔记本计算机等中的其它电路通路的特征阻抗匹配。因而,上述的本发明提供了一种印刷电路板屏蔽系统,其支持带状线信号导体的高密度放线,同时提供可控的恒定的高阻抗,而不需要控制信号导体对网格的相对排列,不需要控制信号导体对信号导体的相对排列,并且不导致和用于增加阻抗的传统方法有关的代价。
上述的以及图7图8所示的本发明提供一种柔性扁电缆或具有柔性参考平面的电路板,在带状线设计中,其可以承受数以千计弯曲,并能达到所需的阻抗,从而使得能够传输信号时不使信号质量变劣,同时提供可接受的屏蔽能力。这种设计基于一对对称的偏移的参考平面,同时使带状线导体设置在网格之间。在一些应用中,例如需要大约5密耳的柔性电路的情况下,这特别有用。
本领域中还需要提供一种电路板,其具有增加的被控阻抗的多个信号层,并且不使用具有上述附加缺点的传统方法制造。这目的可以通过以下说明的本发明的最佳实施例来实现。
图9是本发明的4层非中心带状线的最佳实施例的平面图。如图所示,电路板200包括第一导电屏蔽网格220,第一组信号导体260,262,264,第二组信号导体280,282,284,和第二导电屏蔽网格240。
如图9所示,每个屏蔽网格220,240具有网孔结构的重复图形。网孔结构分别由导电部分222,224,和242,244构成。在最佳实施例中,导电部分222垂直于导电部分224,导电部分242垂直于导电部分244。在本发明的一个最佳实施例中,在导电部分222,224的交点或导电部分242,244的交点处形成具有一定形状的交点275。由导电部分222,224和242,244形成的网孔结构是眼形的,并具有第一和第二拐角272,274。
如图10所示,信号导体260,262,264形成第一信号层270,并位于网格220和240之间,其方向和网格平行。信号导体260,262,264靠近上网格220。类似地,信号导体280,282,284形成第二信号层272,并位于网格220,240之间,其方向和网格平行。信号导体280,282,284靠近下网格240。信号导体260,262,264利用绝缘层250和上网格220在电气上绝缘,并利用绝缘层252和信号导体280,282,284在电气上绝缘。信号导体280,282,284利用绝缘层258和下网格240在电气上绝缘,上网格220的顶面层叠有绝缘层254,下网格240的底面层叠有绝缘层256。
为了更充分地理解下面的说明,在附图中再次建立X,Y,Z坐标系统是有帮助的。X,Y轴位于图9所示的水平平面内。每个网格220,240在和水平平面平行的平面内。下网格240相对于上网格220沿X-Y平面转动90度。信号导体260,262,264位于两个网格220,240的平面之间的平面中并和网格的平面平行。信号导体260,262,264靠近上网格220。类似地,信号导体280,282,284位于两个网格220,240的平面之间的平面中并和网格的平面平行。信号导体260,262,264靠近下网格240。信号导体260,262,264的长度方向和Y轴平行,而信号导体280,282,284的长度方向和X轴平行,如图9所示。Z轴和X,Y轴垂直,如图10所示。
参见图9和图10,两个网格220,240彼此相对偏移并转动,使得网格240的交点275的腰部垂直于网格220的交点275的腰部。网格240的交点的腰部位于网格220的眼形网孔290的X轴和Y轴的中心。虽然也可以通过偏移使腰部不在中心,但是使腰部位于中心在本发明中提供了阻抗的最佳控制。具体地说,可以看出,这使得覆盖下网格240的导电材料的上网格220的导电材料的面积减到最小,借以使网格220,240之间的电容减到最小,并且使网格220,240和设置在其间的信号导体260,262,264之间的电容减到最小。因而,网格220,240被如此偏移,使得不和网格交点275重叠,因而只有网格导电部分222,242和网格导电部分224,244的最小的重叠。信号导体280,282,284和信号导体260,262,264垂直以便使两个信号层之间的交扰最小。
参见式(1),电容与信号导体和参考平面之间的距离成反比。因而,正如本领域技术人员所理解的,当信号平面270沿Z轴和上网格220的距离是和下网格240的距离的一半时,信号导体260,262,264相对于下网格240的电容耦合和信号导体260,262,264对靠近的上网格220的电容耦合相比是最小的。类似地,当信号平面272沿Z轴和下网格240的距离是和上网格220的距离的一半时,信号导体280,282,284相对于下网格220的电容耦合和信号导体280,282,284对靠近的下网格240的电容耦合相比是最小的。因而,上述的实施例提供了两层可控高阻抗信号导体,在信号层270和272之间具有减少的交扰。上述实施例是以举例的方式给出的,本领域的技术人员应该理解,本发明可以应用于两个以上的信号层与/或两个以上的参考平面。
附带说明,由于种种原因,例如,为了适应于设计方案,或为了在沿平行于Y轴的线路没有对准的端口之间进行连接,信号导体260,262,264或信号导体280,282,284必须改线。在这种情况下,信号导体260,262,264或信号导体280,282,284必须改变方向,以便进行这种连接。如图11所示,这种方向的改变可以在保持信号导体的阻抗断续性为最小的条件下进行。为了使方向改变90度,信号导体260被首先被定向于和Y轴平行的方向。通过包括第一信号导体260和第二导体280的电路板钻一小孔(即引线孔)234。使第二导体280相对于第一导体260成90度,并和X轴平行。第一导体260和第二导体280通过通孔234电气相连,通孔中充满有焊料,这在本领域中是熟知的。用这种方式,信号导体可以改线,同时保持断续性为最小。
本领域中还需要提供一种印刷电路板或电缆,其对于带状线和微带信号导体具有受控的增加的阻抗,其中信号导体的方向可以和第一轴平行,或者和第二轴平行,第二轴和第一轴垂直,而不采用具有上述附加缺点的传统方法,也不需要导体对网格的排列。这一目的由下面说明的实施例实现了。
图12说明按照本发明的另一个方面的电路板,该电路板包括:由一组导电部分322,324构成的导电屏蔽网格300,和一组信号导体360,362。如图12所示,屏蔽网格具有网孔结构的重复图形。网孔结构由导电部分322,324构成。图12中示出的信号导体360,362和导电部分322,324的相对宽度仅以举例的方式给出。在最佳实施例中,除去顶角172,174具有倒角而形成具有一定形状的交点之外,如图3所示,网孔基本上和图7所示的3层的最佳实施例中的网孔相同。应该理解,图3b,图12所示的网孔结构只是例子而已,可以使用若干其它合适的构型。
为了更充分地理解下面的说明,在附图中再次建立X,Y,Z坐标系统是有帮助的。X,Y轴位于图12所示的水平平面内。网格320在和水平平面平行的平面内。类似地,信号导体360,362位于和网格320的平面平行的平面内。信号导体360的长度方向基本上和Y轴平行,而信号导体362的长度方向基本上和X轴平行,如图12和13所示。Z轴和X,Y轴垂直,如图13所示。
信号导体360,362通过绝缘层350和网格320电气绝缘。在埋入微带的情况下,信号导体360,362,364的上表面层叠有绝缘层354。这些层被夹在一起,并利用本领域中熟知的合适的粘结剂固定。
如图12所示,导电部分322,324和交点375被这样形成,使得由第一信号导体覆盖的面积的最大改变相对于任何其它信号导体为最小,不论信号导体是平行于X轴还是平行于Y轴,这样,正如本领域技术人员可以理解的,通过使由第一信号导体覆盖的面积的改变相对于其它任何信号导体为最小,使得第一导体的阻抗的改变相对于其它任何信号导体也为最小。
本领域的技术人员应该理解,本发明的这一方面也可应用3层中心带状线结构和许多其它的结构中。
图14是在6层电路板400内实施的本发明的截面图。图14中的顶部3层402包括上信号导体360,参考网格320,和本发明的下信号导体380。信号导体360位于第一层404上;参考网格420位于第二层406上;下信号导体480,482,484位于第三层408上。下三层410代表常规微带结构的传输线和参考平面。这下三层410中的第一层412包括第一信号导体414。下三层410中的第二层416包括固态参考平面418。第三层420包括第二信号导体422。层404,406,408,412,416和428通过绝缘层相互电气绝缘,并被夹在一起,利用本领域内熟知的合适的粘结剂固定。
常规的微带传输线的特征阻抗和导体与参考平面之间的距离的关系如下式所示: Z 0 = 119.9 2 ( ϵ r + 1 ) [ l n { 4 h w + 16 [ h w ] 2 + 2 } - 1 2 [ ϵ r - 1 ϵ r + 1 ] [ l n π 2 + 1 ϵ r l n 4 π ] ] - - - - 4 其中
h是表面导体和参考平面之间的距离;
w是导体的宽度;以及
εr是在导体和参考平面之间的材料的介电常数。
常规的中心带状线的特征阻抗和导体与参考平面之间的距离的关系由下式确定: Z 0 = η 0 2.0 π ϵ r ln { 1.0 + 4.0 ( b - t ) π w ′ [ 8.0 ( b - t ) π w ′ + [ 8.0 ( b - t ) π w ′ ] 2 + 6.27 ] } Ω - - - - 5 其中: w ′ = w + Δw t t Δw t = 1.0 π ln [ e ( 1 2.0 ( b - t ) t + 1 ) 2 + ( 1 4 π w t + 1.1 ) m ] m = 6.0 3.0 + 2.0 t ( b - t )
b是导体和固态参考平面之间的距离;
t是导体的厚度;以及
η0是自由空间的特征阻抗(120π欧姆)。
式(7)和(8)分别提供了微带和带状线结构的特征阻抗和导体与参考平面之间的关系的更精确的表示。
一般地说,电路板传输线的阻抗通过增加导体和参考平面之间的距离而增加。参见图14,式(7)和(8),通过使微带层增加“h”,使带状线层增加“b”而达到阻抗的增加。结果,在这些层上的所有导体的阻抗都相应地增加。如果在和高阻抗层同样的平面上也需要50-65欧姆的“普通”电路板阻抗,将需要增加导体的宽度(w),以便保持在电路板上其它信号的主要为50和65欧姆的阻抗。
遗憾的是,所需的线路宽度必须分别从4或5密耳增加到27.3h和16.4密耳,才能维持这些阻抗。这些线路宽度不适合于设置在细间距器件的焊点之间,因此,必须沿集成电路芯片绕行。此外,从其它层绕行到高阻抗层上的“普通”阻抗的导体需要使其宽度从一层到另一层被调节,以便沿其整个长度保持匹配的阻抗。即使在试图在细间距器件焊点之间穿行时没有问题,增加的“h”或“b”将使信号密度减少大约2.7倍,这是因为,在同一层上可以设置的信号导体较少。此外,在中心带状线环境中,如果使用5密耳要求92欧姆量级的高阻抗,则带状线导体所需的“b”的增加将使电路板的厚度远远超过标准电路板62密耳的规格。
如上所述,本发明可以按照选择的面积构成信号导体,具有比传统方法宽得多的阻抗范围。这通过引入在传统的微带和带状线设计中没有考虑过的新的变量来实现。该变量对导体的阻抗具有极大影响。这个新变量是在构成参考平面时使用的百分比铜(percentcopper)。传统的参考平面是固态的。为了方便地增加特征阻抗,信号导体和参考平面之间的距离必须被物理地增加。
本发明可以增加阻抗而不实际地增加信号导体和参考平面之间的距离。因而,可以增加阻抗而不增加电路板的厚度。此外,通过改变在构成参考平面时使用的百分比铜,信号导体的阻抗可在宽的范围内改变。本发明还有效地消除了和传统的微带与带状线设计有关的问题,并且如上所述,不需要信号导体对网格对准或信号导体对信号导体对准。
虽然本发明具有增加信号导体和参考平面之间的距离的明显效果,但是仅仅在应用本发明的面积中具有这一效果,并且只影响和参考平面直接相邻的两个信号层。因而,在其余的电路板中的传输线的特性没有改变。因而,在图14中,分别在层404和408中的信号导体360和380借助于网格320呈现高阻抗,而分别在层412和428中的信号导体414和422将不受存在网格320的影响,因而在普通阻抗下操作。
本发明的另一个优点是,有效地消除了在网格320之下传递的信号的交扰,即前馈交扰。交扰是有关信道的信号耦合进入另一个信道的结果。交扰可以由多种源产生,其中之一是电缆参数的不平衡,具体地说,是导体之间的电容和电感的不平衡。由于这个不平衡,可以使一个导体的信号的净耦合进入另一个导体中。
当导体被暴露在非均匀的介质时,这种不平衡一般是严重的,例如利用传统的微带结构的情况下。这是因为,前馈交扰是奇次和偶次跟踪速度之间的不同引起的,如现有技术所知。在均匀介质中,奇次和偶次跟踪速度是相等的,因而相互抵销,使得消除前馈交扰。在非均匀介质中,这两个速度不相等,产生非零系数,因而产生前馈交扰。在具有高阻抗的传统结构中,例如微带结构,导体至少和3种不同的电介质接触,一般是FR-4,焊料掩膜和空气。这种非均匀的环境引起不同的偶次和奇次跟踪速度,因而引起前馈交扰。
在本发明中,信号可以在准带状线或埋入的带状线环境中通过网格320下方的信号导体380传递,特别是当需要使信号通过相互平行的导体在电气上传送长的距离时。“电气上长”的距离是接近在发生最大耦合处的λ/4的距离。因为在层408上的导体380,382,384处于接近均匀的环境中,奇次和偶次跟踪速度的差接近于0,因而前馈交扰接近于0。结果,本发明有效地消除了前馈交扰。
除去上述优点之外,本发明提供了在参考网格下方设置的高阻抗线路的新的屏蔽方法,如上所述,该方法不需要信号导体和网格对准,或者信号导体和信号导体对准。因为本发明可以使高阻抗的导体设置在图14中的层404(微带或埋入的微带)和408(带状线,或准带状线)上,所以可以使高阻抗信号只通过在一般6层板上的层408上的导体。此外,如果需要更高阻抗的导体,则在层416上可以使用网格形参考平面。在层412上的导体414将提供所需的附加高阻抗,同时在层416上的网格提供所需的屏蔽。
因而,本发明使得微带和带状线设计者可以在比传统设计宽得多的范围内选择阻抗。在电路板的选择的区域内,提供非常高的阻抗的导体时,这种设计尤其有用,它不增加标准电路板的厚度,不减少信号导体的宽的或厚度,不使用非均匀的或非标准的电介质。本发明还提供了高阻抗,同时保持高的信号密度,并提供了显著的屏蔽效果,同时减少了高阻抗导体之间的交扰。
虽然本发明已经按照最佳实施例进行了说明,但是对本领域的技术人员而言,其它的实施例显然也落在本发明的范围内。因而,本发明的范围只由下面的权利要求限定。
权利要求书
按照条约第19条的修改
1一种高频电路板,包括:
至少两个信号导体,所述至少两个信号导体具有相同的尺寸;以及
具有由导电材料构成的图形的屏蔽网格,所述网格图形被如此构成,使得所述至少两个信号导体的每个基本上和第一轴线平行,并覆盖导电材料的基本相同的面积,而与每个所述信号导体的位置无关。
2如权利要求1所述的电路板,其中所述电路板是柔性的。
3一种用于传输高速信号的装置,所述装置包括:
第一轴线;
信号导体;
具有第一网孔图形的第一导电屏蔽网格;以及
和所述第一网格基本平行,并相对于所述第一网格以一个预定偏移对准的第二导电屏蔽网格,所述第一网格至少部分地由所述第二网格覆盖,所述第二网格具有第二网孔图形,所述信号导体设置在所述第一网格和所述第二网格之间,其方向和所述第一轴线平行,并且所述第一和第二网孔被如此构成,使得信号导体相对于网格具有恒定的电容,而和所述信号导体的位置无关。
4如权利要求3所述的装置,其中所述第二网孔图形基本上和所述第一网孔图形相同。
5一种屏蔽系统包括:
在第一平面内的第一导电网格,具有第一轴线和第二轴线,所述第二轴线基本上垂直于在所述第一平面内的第一轴线,以及
设置在和所述第一平面基本上平行的第二平面内的信号导体,所述信号导体的方位和所述第一、第二轴线之一平行,所述信号导体和所述第一导电网格之间具有恒定的电容,而与所述信号导体在所述第二平面中的位置无关。
6如权利要求5所述的屏蔽系统,还包括基本上和所述第一导电网格平行的第二导电网格,所述信号导体被设置在所述第一导电网格和所述第二导电网格之间,其中所述第一和第二导电网格的面积被改变,以便产生相对于所述信号导体的恒定的电容。
7一种高频电路板,包括:
具有第一轴线的导电材料的屏蔽网格;以及
以离开所述屏蔽网格一个相对恒定的距离并平行于所述第一轴线设置的信号导体,所述屏蔽网格被如此构成,使得所述信号导体覆盖所述导电材料的基本恒定的面积,而与所述导体相对于所述屏蔽网格的位置无关。
8如权利要求7所述的电路板,其中所述电路板是柔性的。
9一种能够传输高速信号的电路板,包括:
具有第一轴线并具有垂直于所述第一轴线的第二轴线的位于一个平面内的导电材料的屏蔽网格,和所述第一轴线平行的信号导体,所述屏蔽网格具有一种结构,该结构使所述信号导体相对于所述屏蔽网格具有恒定的电容,而与所述信号导体沿着所述第二轴线的位置无关。
10如权利要求9所述的电路板,还包括以和所述第一网格沿所述第一轴线以一个预定偏移对准的导电材料的第二网格,所述第二网格的位置沿一个第三轴线和所述第一网格具有一个预定偏移,所述第三轴线垂直于所述第一和所述第二轴线,所述信号导体被设置在所述第一和所述第二网格之间,其中所述第一网格的导电材料的面积和所述第二网格的所述导电材料的面积,在所述第一网格和所述第二网格沿所述第三轴线重叠的位置被减少,以便当所述信号导体的位置接近于所述重叠时,在信号导体中产生恒定的阻抗。
11一种用于增加信号传输装置中的信号导体阻抗的方法,包括以下步骤:
(a)在信号导体的一侧上在第一平面内设置具有第一轴线的第一图形屏蔽网格,所述信号导体位于第二平面内,所述图形屏蔽网格包括多个导电部分的交点;
(b)如此设置所述信号导体,使得它和所述第一轴线基本平行;
(c)如此设计所述导电部分和所述交点,使得和所述信号导体形成的平均电容保持恒定,而与所述信号导体沿所述第二轴线的位置无关。
12如权利要求9所述的方法,还包括以下步骤:
(d)在第三平面内在所述信号导体的相对侧上设置第二图形屏蔽网格,所述第二网格离开所述第一网格沿所述第一轴线偏移,所述第三平面基本上平行于所述第一平面;以及
(e)如此设计所述第一和第二网格,使得所述电容保持恒定,而与所述信号导体沿所述第二轴线的位置无关。
13一种被设计用于传输高频信号的电路板,包括:
第一轴线;
和所述第一轴线平行的第一信号导体和第二信号导体;以及
屏蔽网格,所述屏蔽网格包括:
在第一平面内以离开所述第一和第二信号导体一个距离而设置的第一组导电部分;
在所述第一平面内设置的并和所述第一组导电部分垂直的第二组导电部分,所述第一组导电部分和所述第二组导电部分形成一个重复的网孔图形,每个所述网孔具有第一和第二顶角,所述第一顶角和所述第二顶角以对角线相对,所述第一顶角和所述第二顶角的每一个中具有导电的倒角,每个所述信号导体重叠所述导电部分和倒角的基本上恒定的面积。
14如权利要求13限定的电路板,其中所述每个网孔具有第三和第四顶角,所述第三顶角和所述第四顶角中设置有导电的倒角。
15如权利要求14所述的电路板,还包括和所述第一轴线平行的第三信号导体。
16一种能够传输高速信号的装置,包括:
信号导体;
在第一平面中的屏蔽网格,所述信号导体在第二平面中其方位和所述屏蔽网格平行,所述屏蔽网格包括形成眼状开口的重复图形的导电材料,其使所述信号导体具有恒定阻抗,而与所述信号导体相对于所述屏蔽网格的位置无关。
17一种对位于第二平面内的信号线路提供受控的阻抗的在第一平面内的屏蔽网格,所述第一平面与所述第二平面平行,所述屏蔽网格包括:
设置在所述第一平面内的第一组导电部分;
设置在所述第一平面内的第二组导电部分,其中所述第一组导电部分和所述第二组导电部分相交,借以形成网孔的重复的图形,所述每个网孔具有第一和第二顶角,所述第一顶角和所述第二顶角呈对角线相对,所述第一顶角和所述第二顶角中设置有导电倒角。
18一种能够传输高速信号的电路板,包括:
信号导体;
在第一平面内的屏蔽网格,所述屏蔽网格包括沿第一轴线方向形成具有一定形状的开口的重复图形的导电材料,所述信号导体位于和所述第一平面平行的第二平面中并和所述屏蔽网格平行,并覆盖所述导电材料的基本上恒定的面积,而与所述信号导体沿垂直于所述第一轴线的第二轴线的位置无关。

Claims (13)

1一种电路板,包括:
一组信号导体;以及
具有由导电材料构成的图形的网格,所述网格图形被如此构成,使得方向和第一轴线平行的每个所述信号导体覆盖导电材料的基本相同的面积,而不管每个所述信号导体位于何处。
2一种电路板,包括:
第一轴线;
具有由第一网孔结构构成的图形的第一网格;以及
和所述第一网格基本平行,并相对于所述第一网格以一个预定偏移对准的第二网格,所述第二网格具有由第二网孔结构构成的第二图形,所述第一和所述第二网孔被如此构成,使得设置在所述第一网格和所述第二网格之间的,方向和所述第一轴线平行的信号导体具有基本上恒定的电容,而不管信号导体位于何处。
3如权利要求2所述的电路板,其中所述第二图形基本上和所述第一图形相同,并且其中所述第二网孔结构基本上和所述第一网孔结构相同。
4一种屏蔽系统包括:
在第一平面内的第一导电网格,具有第一轴线和第二轴线,所述第二轴线垂直于在所述第一平面内的第一轴线,以及
设置在和所述第一平面基本上平行的第二平面内的信号导体,所述信号导体的方位和所述第一、第二轴线之一平行,所述信号导体和所述第一导电网格之间具有基本上恒定的电容,而与所述信号导体在所述第二平面中的位置无关。
5如权利要求4所述的屏蔽系统,还包括基本上和所述第一导电网格平行的第二导电网格,所述信号导体被设置在所述第一导电网格和所述第二导电网格之间,其中所述第一和第二导电网格的面积被改变,以便产生相对于所述信号导体的恒定的电容。
6一种电路板包括:
具有第一轴线的导电材料的网格;以及
以离开所述网格一个相对恒定的距离并平行于所述第一轴线设置的信号导体,所述网格被如此构成,使得所述信号导体覆盖所述导电材料的基本恒定的面积,而与所述导体相对于所述网格的位置无关。
7一种电路板包括:
具有第一轴线并具有垂直于第一轴线的第二轴线的导电材料制成的网格,和所述第一轴线平行的信号导体,所述网格具有这样选择的结构,使得所述信号导体相对于所述网格具有基本恒定的电容,而与所述信号导体沿着所述第二轴线的位置无关。
8如权利要求7所述的电路板,还包括以和所述第一网格沿所述第一轴线以一个预定偏移对准的导电材料的第二网格,所述第二网格的位置沿一个第三轴线和所述第一网格具有一个预定偏移,所述第三轴线垂直于所述第一和所述第二轴线,所述信号导体被设置在所述第一和所述第二网格之间,其中所述第一网格的导电材料的面积和所述第二网格的所述导电材料的面积,在所述第一网格和所述第二网格沿所述第三轴线重叠的位置被减少,以便当所述信号导体的位置接近于所述重叠时,在信号导体中产生恒定的阻抗。
9一种用于增加电路板中的信号导体阻抗的方法,包括以下步骤:
(a)在信号导体的一侧上设置具有第一轴线的第一图形屏蔽网格,所述图形屏蔽网格包括多个导电部分的交点;
(b)如此设置所述信号导体,使得它和所述第一轴线平行;
(c)如此设计所述导电部分和所述交点,使得和所述信号导体形成的平均电容基本上保持恒定,而与所述信号导体沿所述第二轴线的位置无关。
10如权利要求9所述的方方法,还包括以下步骤:
(d)在所述信号导体的相对侧上设置第二图形屏蔽网格,所述第二网格离开所述第一网格沿所述第一轴线偏移;以及
(e)如此设计所述第二网格,使得所述电容相对地保持恒定。
11一种电路板,包括:
第一轴线;
和所述第一轴线平行的第一信号导体和第二信号导体;
在第一平面内以离开所述第一和第二信号导体一个距离设置的第一组导电部分;
在所述第一平面内设置的并和所述第一组导电部分垂直的第二组导电部分,所述第一组导电部分和所述第二组导电部分形成一个重复的网孔图形,每个所述网孔具有第一和第二顶角,所述第一顶角和所述第二顶角以对角线相对,所述第一顶角和所述第二顶角的每一个中具有导电的倒角,借以使所述每个信号导体重叠所述导电部分和倒角的基本上恒定的面积。
12如权利要求11所述的电路板,其中所述每个网孔具有第三和第四顶角,所述第三顶角和所述第四顶角中均设置有导电的倒角。
13如权利要求12所述的电路板,还包括和所述第一轴线平行的第三信号导体。
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