CN208369936U - 一种pcb板 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种PCB板，包括基板和分布于基板上的差动信号走线；差动信号走线包括成对出现的第一信号走线和第二信号走线，第一信号走线的长度小于第二信号走线的长度，第一信号走线带有向旁侧凸出的信号走线片，以便第一信号走线的总面积与第二信号走线的总面积相等。本申请所提供的PCB板走线结构简单，可令一对差动信号走线中的第一信号走线和第二信号走线的等效电容值近乎相等，进而可令两者的共模噪声实现抵消，达到有效降低共模干扰、提高信号传输精度的目的。

Description

一种PCB板

技术领域

本申请涉及集成电路设计技术领域，特别涉及一种PCB板。

背景技术

随着电路系统设计复杂性和集成度的大规模提高，高速电路设计已经成为电子系统设计师们的重点研究对象。

高速电路对信号精确度有较高的要求，经常会利用差动信号走线进行信号传输。然而，在实际的电路设计中，经常会由于PCB板(Printed circuit board，印刷电路板)尺寸大小、PCB板上各个组件安装位置以及整体走线布局安排等因素的限制，使得差动信号走线的两根信号走线(等宽)并不是真正的等长，例如走线转弯的产生导致了内侧信号走线的长度稍微较短，导致两根信号走线的等效电容值不完全相等，产生了不必要的共模噪声，引发电磁干扰问题，进而影响了传输信号的完整性。

现有技术中提供了为差动信号走线添加电容组件的解决方法，但该方法往往还要配合以修改信号走线宽度或间隔，不仅成本耗费高、不易实现，而且会令信号走线的特性阻抗产生较大的变化，引发特性阻抗不匹配的问题，导致信号的反射量增加、传输效果变差。

可见，采用何种走线结构简单的PCB板，以便有效降低共模干扰、提高信号传输精度，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种走线结构简单的PCB板，以便有效地降低共模干扰、提高信号传输精度。

为解决上述技术问题，本申请提供一种结构简单的PCB板，包括基板和分布于所述基板上的差动信号走线；所述差动信号走线包括成对出现的第一信号走线和第二信号走线，所述第一信号走线的长度小于所述第二信号走线的长度，所述第一信号走线带有向旁侧凸出的信号走线片，以便所述第一信号走线的总面积与所述第二信号走线的总面积相等。

可选地，

所述第一信号走线为所述差动信号走线中位于走线弯折方向内侧的信号走线；

所述第二信号走线为所述差动信号走线中位于走线弯折方向外侧的信号走线。

可选地，所述信号走线片位于所述第一信号走线的走线弯折点处。

可选地，所述走线弯折点处的走线弯折角度为45°。

可选地，所述信号走线片向所述走线弯折方向的内旁侧凸出。

可选地，

所述第一信号走线为所述差动信号走线中位于走线弯曲方向内侧的信号走线；

所述第二信号走线为所述差动信号走线中位于走线弯曲方向外侧的信号走线。

可选地，所述信号走线片位于所述第一信号走线的弯曲曲率最大点处。

可选地，所述信号走线片向所述走线弯曲方向的内旁侧凸出。

可选地，所述信号走线片为条状。

本申请所提供的PCB板，包括基板和分布于所述基板上的差动信号走线；所述差动信号走线包括成对出现的第一信号走线和第二信号走线，所述第一信号走线的长度小于所述第二信号走线的长度，所述第一信号走线带有向旁侧凸出的信号走线片，以便所述第一信号走线的总面积与所述第二信号走线的总面积相等。

可见，相比于现有技术，本申请所提供的PCB板走线结构简单，通过在一对差动信号走线中长度较短的第一信号走线上添加信号走线片，可以缩小第一信号走线与长度较大的第二信号走线之间的总面积差值，从而使第一信号走线和第二信号走线的等效电容值近乎相等，进而可令两者的共模噪声实现抵消，达到有效降低共模干扰、提高信号传输精度的目的。

附图说明

为了更清楚地说明现有技术和本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和本申请实施例描述中需要使用的附图作简要的介绍。当然，下面有关本申请实施例的附图描述的仅仅是本申请中的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图，所获得的其他附图也属于本申请的保护范围。

图1为本申请所提供的一种PCB板上的一对差动信号走线的布线图；

图2为图1所示带有信号走线片的差动信号走线的眼图；

图3为图1所示差动信号走线去掉信号走线片后的眼图。

具体实施方式

本申请的核心在于提供一种走线结构简单的PCB板，以便有效地降低共模干扰、提高信号传输精度。

为了对本申请实施例中的技术方案进行更加清楚、完整地描述，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介绍。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

通常认为，若数字逻辑电路的频率达到或超过45MHZ～50MHZ，而且工作在这个频率之上的电路已经占到了整个电子系统一定的份量(比如说1/3)，就称为高速电路。如前所述，在高速电路设计中，差分信号的应用越来越广泛，电路中最关键的信号往往都采用差分信号走线进行传输。所谓的差分信号，简单地说，就是驱动端发送的两个等值、反相的信号。接收端通过比较这两个信号的差值来获取传输的电路信息，而用于传输差分信号的一对走线就是差分信号走线。

和普通的单端信号走线相比，差分信号走线具有明显的优势：抗共模干扰的能力强，因为接收端处理的是两个信号的差值，所以外界的共模噪声可以被抵消。但是，当差分信号走线中的两个信号走线因其他因素影响而无法实现长度的完全相等时(一般地，差分信号走线的走线宽度很容易被控制相等)，两者自身的传输性能就并不完全一样，各自产生的共模噪声大小因并不完全相等而无法完全抵消。

为了解决上述问题，本申请提供了一种走线结构简单的PCB板，包括基板和分布于基板上的差动信号走线；差动信号走线包括成对出现的第一信号走线和第二信号走线，且第一信号走线的长度小于第二信号走线的长度；其中，第一信号走线带有向旁侧凸出的信号走线片，以便第一信号走线的总面积与第二信号走线的总面积相等。

具体地，这里将一对差动信号走线中长度较小的信号走线称为第一信号走线，并将另一个信号走线即长度较大的信号走线称为第二信号走线。

需要说明的是，信号走线的等效电容值是影响信号走线的传输性能的重要参数。信号走线的实质是电导体，在PCB板中一般是由铜箔制成，单位尺寸大小的信号走线具有一定的等效电容值。具体地，等效电容值大小与信号走线的面积呈正相关：

C＝S*Ea*Er/H；

其中，C为信号走线的等效电容值；S为信号走线的总面积；Ea为真空相对介电常量；Er为基板相对介电常量；H为到地层的距离。

虽然理论上，用作为差动信号走线的一对信号走线应当完全相同，但在实际应用中，这一点总是无法完全满足。虽然信号走线的宽度一般都可以较好地进行控制，但信号走线的长度却经常因受到其他因素的影响而不完全可控。例如，在信号走线不得不转弯时，内侧的信号走线的长度势必要短于外侧的信号走线，造成两者传输性能的差异。因此，差分信号走线的设计中一个重要的问题就是匹配线长。

为了降低第一信号走线与第二信号走线在传输性能上的差异，本申请中的第一信号走线设置有向旁侧凸出的信号走线片，用以弥补第一信号走线在走线长度上的不足，达到增加第一信号走线的总面积的目的，从而使得添加了信号走线片后的第一信号走线的总面积与第二信号走线的总面积相等，具有相等的等效电容值，同时也并不会造成特性阻抗的显著变化，从而均衡两者的传输性能，抵消两者的共模噪声，提高信号的传输质量和精度。

因此，本领域技术人员在进行PCB板设计时，可根据未添加信号走线片时的第一信号走线与第二信号走线的总面积差值来设计信号走线片的面积大小，而至于该信号走线片的具体形状则可随意选择，本申请并不进行限定。

可见，本申请所提供的PCB板，通过在一对差动信号走线中长度较短的第一信号走线上添加信号走线片，可以缩小第一信号走线与长度较大的第二信号走线之间的总面积差值，从而使第一信号走线和第二信号走线的等效电容值近乎相等，进而可令两者的共模噪声实现抵消，达到有效降低共模干扰、提高信号传输精度的目的。

本申请所提供的PCB板，在上述实施例的基础上：

作为一种优选实施例，

第一信号走线为差动信号走线中位于走线弯折方向内侧的信号走线；

第二信号走线为差动信号走线中位于走线弯折方向外侧的信号走线。

具体地，所说的第一信号走线和第二信号走线在长度上的差异，具体可以是由差动信号走线的弯折造成的。则此时，位于走线弯折方向内侧的信号走线即为所说的第一信号走线，长度较小；而位于走线弯折方向外侧的信号走线即为所说的第二信号走线，长度较大。

作为一种优选实施例，信号走线片位于第一信号走线的走线弯折点处。

具体地，走线弯折点是第一信号走线和第二信号走线具体开始产生长度差异的地方，因此，推荐但不限于将所说的信号走线片设在该走线弯折点处，以便在共模干扰产生的同时进行实时的抵消抑制，得到最理想的抑制效果。

容易理解的是，当差动信号走线发生多次弯折时，可在每个走线弯折点处都为第一信号走线设置一个信号走线片，以便对各走线弯折点处的共模噪声进行同步抑制抵消。

作为一种优选实施例，走线弯折点处的走线弯折角度为45°。

具体地，直角走线一般是PCB布线中要尽量避免的情况。直角走线会令信号走线的线宽发生明显变化，造成阻抗的明显的不连续，产生电磁干扰。因此，优选地，可将走线弯折点处的走线弯折角度设为45°。

作为一种优选实施例，信号走线片向走线弯折方向的内旁侧凸出。

具体地，推荐但不限于在第一信号走线的内旁侧设置所说的信号走线片，以便充分利用内旁侧的空间。容易理解的是，所说的内旁侧是针对于走线的弯折方向而言的。

具体可参考图1，图1为本申请所提供的一种PCB板上的一对差动信号走线的布线图。如图1所示，其中，1为第一信号走线，2为第二信号走线，3为PCB板的基板，1_a为第一信号走线1在走线弯折点a处的信号走线片，1_b为第一信号走线1在走线弯折点b处的信号走线片。并且，图1中所示的两个走线弯折点处的走线弯折角度均为45°。

此外，还可以通过眼图来对本申请所提供的PCB板对降低共模干扰的效果进行验证。请参考图2和图3，图2为图1所示带有信号走线片的差动信号走线的眼图，图3为图1所示差动信号走线去掉信号走线片后的眼图。

其中，眼图是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形，将示波器跨接在信号的输出端，然后调整示波器扫描周期，使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步，这时示波器屏幕上看到的图形就称为眼图。眼图因形似眼睛而得名，它包含了丰富的信息，可以观察出噪声对传输信号的影响，体现了数字信号整体的特征，可以最直观地描述高速数字信号的质量与性能。

眼图的“眼睛”张开的大小反映着码间串扰的强弱。“眼睛”张的越大，且眼图越端正，表示码间串扰越小；反之表示码间串扰越大。其中，眼图的参数眼高即是眼图在垂直轴所开的大小，而眼宽则是眼图在水平轴所开的大小，眼高和眼宽越大，说明信号的传输质量越高。

对比图2和图3可以看出，图2所示眼图要比图3所示眼图更加端正，眼图中的“眼睛”张开得更大。具体地，通过测量得到，图2即本申请所提供的PCB板上差动信号走线的眼图对应的眼高、眼宽分别是328mV、60.8ps，均分别高于图3的眼高(309mV)、眼宽(60ps)。

当然，本领域技术人员完全可以在设计信号走线片的过程中，就借助于相关软件通过眼图对信号走线片的形状、大小、位置等进行模拟测试，以便选择出效果理想的方案。

作为一种优选实施例，

第一信号走线为差动信号走线中位于走线弯曲方向内侧的信号走线；

第二信号走线为差动信号走线中位于走线弯曲方向外侧的信号走线。

类似地，所说的第一信号走线和第二信号走线在长度上的差异，还可以具体是由差动信号走线的弯曲造成的。则此时，位于走线弯曲方向内侧的信号走线即为所说的第一信号走线，长度较小；而位于走线弯曲方向外侧的信号走线即为所说的第二信号走线，长度较大。

作为一种优选实施例，信号走线片位于第一信号走线的弯曲曲率最大点处。

具体地，走线的弯曲曲率最大点处是第一信号走线和第二信号走线的长度差异最明显的地方，也是两者的共模噪声差异最显著的地方。因此，推荐但不限于将所说的信号走线片设在该弯曲曲率最大点处，以便对共模干扰进行最理想的抵消抑制。

作为一种优选实施例，信号走线片向走线弯曲方向的内旁侧凸出。

类似地，推荐但不限于在第一信号走线的内旁侧设置所说的信号走线片，以便充分利用内旁侧的空间。容易理解的是，所说的内旁侧是针对于走线的弯曲方向而言的。

作为一种优选实施例，信号走线片为条状。

具体地，为了进一步简化走线结构，方便PCB板的布线生产，同时也尽量避免阻抗的剧烈变化，可将所说的信号走线片选择为常用的条状，或者称为线段状。当然，本领域技术人员也可以根据实际应用情况选择其他形状，本申请实施例对此并不进行限定。

本申请中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的差动信号走线相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见差动信号走线部分说明即可。

还需说明的是，在本申请文件中，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者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。此外，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、差动信号走线、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、差动信号走线、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、差动信号走线、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的差动信号走线及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种PCB板，包括基板和分布于所述基板上的差动信号走线；其特征在于，所述差动信号走线包括成对出现的第一信号走线和第二信号走线，所述第一信号走线的长度小于所述第二信号走线的长度，所述第一信号走线带有向旁侧凸出的信号走线片，以便所述第一信号走线的总面积与所述第二信号走线的总面积相等。

2.根据权利要求1所述的PCB板，其特征在于，

所述第一信号走线为所述差动信号走线中位于走线弯折方向内侧的信号走线；

所述第二信号走线为所述差动信号走线中位于走线弯折方向外侧的信号走线。

3.根据权利要求2所述的PCB板，其特征在于，所述信号走线片位于所述第一信号走线的走线弯折点处。

4.根据权利要求3所述的PCB板，其特征在于，所述走线弯折点处的走线弯折角度为45°。

5.根据权利要求4所述的PCB板，其特征在于，所述信号走线片向所述走线弯折方向的内旁侧凸出。

6.根据权利要求1所述的PCB板，其特征在于，

所述第一信号走线为所述差动信号走线中位于走线弯曲方向内侧的信号走线；

所述第二信号走线为所述差动信号走线中位于走线弯曲方向外侧的信号走线。

7.根据权利要求6所述的PCB板，其特征在于，所述信号走线片位于所述第一信号走线的弯曲曲率最大点处。

8.根据权利要求7所述的PCB板，其特征在于，所述信号走线片向所述走线弯曲方向的内旁侧凸出。

9.根据权利要求1至8任一项所述的PCB板，其特征在于，所述信号走线片为条状。