一种应用于差分信号阻抗优化的走线结构的制作方法

文档序号:10036292阅读:388来源:国知局
一种应用于差分信号阻抗优化的走线结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及电子电路结构,尤其设及一种应用于差分信号阻抗优化的走线结 构。
【背景技术】
[0002] 进入21世纪W来,电子产品的时钟频率越来越高,传输的信号速率也越来越快, 信号完整性问题越来越突出,而设计人员用于解决信号完整性问题及用于设计新产品的时 间却越来越短,如何快速有效地解决信号完整性问题是设计工程师需要面对的难题。而解 决信号完整性问题的关键在于如何做到阻抗匹配,也就是如何能够尽可能的减小由阻抗不 匹配引起的反射的问题。
[0003] 当信号在传输线中传播时,信号所感受到的瞬态阻抗发生变化,部分信号将沿着 与原传播方向相反的方向反射回信号源,运种现象称作反射。
[0004] 对于高速串行差分信号而言,结构的限制经常会导致差分信号线的线宽或间距发 生变化(如图1所示),运些变化会导致差分信号线的阻抗突变,差分信号阻抗突变又引起 严重的信号完整性问题。因此,如何减小差分信号线阻抗突变幅度,降低差分信号线的阻抗 突变引起的反射,实现阻抗匹配,则显得尤其重要。 【实用新型内容】 阳〇化]为了解决上述技术问题,本实用新型的目的是提供一种应用于差分信号阻抗优化 的走线结构。采用该结构可W更好的解决由于结构限制导致的差分信号线阻抗失配的问 题。
[0006] 本实用新型所采用的技术方案是:
[0007] 一种应用于差分信号阻抗优化的走线结构,包括第一信号线、第二信号线和地平 面;所述第一信号线和第二信号线之间形成间距变宽并且使得阻抗突变的绕线部;所述地 平面被设置靠近于所述第一信号线和/或第二信号线,并保持预设的距离。
[0008] 作为对本技术方案的进一步改进,所述地平面具有凸出部,所述第一信号线和/ 或第二信号线在对应于绕线部的位置与该凸出部保持预设的距离。
[0009] 优选地,地平面的凸出部边缘和绕线部边缘之间的距离与所述绕线部的宽度对 应。
[0010] 优选地,所述地平面同时靠近所述绕线部的相对的边缘。
[0011] 作为对本技术方案的进一步改进,所述走线结构还包括PCB(印刷电路)板,所述 PCB板为单层或多层PCB板,所述第一信号线和第二信号线可W设置在PCB板上的任意一 层。
[0012] 优选地,所述地平面与电路的接地端连接。
[0013] 本实用新型的有益效果如下:
[0014] (1)能够有效控制信号线上由于结构导致的差分信号线阻抗突变,使得突变处的 差分信号线与传输线阻抗的最大程度的匹配,从而有效降低反射,改善信号质量;
[001引 似可有效抑制电磁福射,改善电源完整性;
[0016] (3)节约成本,缩短电路设计周期,提高设计效率高;
[0017] (4)可W采用计算和仿真方法预先确定地平面与信号线的优选距离,确保了优化 的精确度和可靠性,且无负面影响。
【附图说明】
[0018] 下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步说明:
[0019] 图1所示为导致阻抗突变的差分线路结构;
[0020] 图2所示为常规的差分走线结构的截面示意图;
[0021] 图3所示为根据本实用新型的实施例的走线结构示意图;
[0022] 图4所示为根据本实用新型的实施例的走线结构的截面示意图。
【具体实施方式】
[0023] 图1所示为导致阻抗突变的差分线路结构。图2所示为常规的差分走线结构的截 面图。可W通过设置在电路板3上任意一层的信号线路的尺寸来计算获得单端特性阻抗Z0 和差分线路阻抗Zd。Z0的计算公式如下:
[0024]
[0025] 其中,H为电路板厚度,T为线路的厚度,化为电路板的介电常数,W为线路的宽度。 而图2中的W1和W2分别代表第一、第二线路(或地平线)的宽度,可W分别代入上式的W 中计算各自的单端特性阻抗Z0,如果W1和W2相等,则可W计算得出差分线路阻抗Zd,计算 公式如下:
[0026]
[0027] 其中e为自然对数。如果W1和W2代表不相等的各自线路(或地平面的线路),则 可W分别通过各自的特性阻抗Z0进行叠加计算差分线路阻抗Zd。应注意到,上述公式是根 据建模推导和大量的仿真计算获得,具有准确性和合适的精度。
[0028] 图3和4分别所示为根据本实用新型的实施例的走线结构和截面示意图。在本实 施例中,在第一信号线1和第二信号线2之间的阻抗突变的绕线部附近,布置地平面,使地 平面4形成凸部并且使凸部的边缘靠近所述绕线部,从而使凸部边缘和绕线部边缘之间形 成预设的间距。优选地,地平面4可W形成两个凸部,并同时靠近所述绕线部的两个相对的 边缘。
[0029] 在本实施例中,为了说明本实施例的优势和改进之处,基于上文计算公式进行具 体数据的仿真计算。但是本实施例中的具体数字和线路尺寸不作为对本实用新型保护范围 的限制。计算实例如下:
[0030] (1)计算出常规情况下差分线的差分阻抗,取差分线间距S为8mil(mil为单位, Imil= 0. 0254毫米),两条差分线的线宽W都为7. 38mil、线厚T都为2. 2mil,从而计算得 到阻抗Zd为100欧姆。
[0031] (2)由于结构限制导致的差分信号线之间的间距变宽,在运种情况下,例如差分线 间距由8mil变为lOmil,保持两条差分线的线宽为7. 38mil、线厚T为2. 2mil,从而计算得 到差分阻抗由100欧姆升为104欧姆,阻抗突变了 4欧姆。
[0032] (3)在变宽的绕线部位置布置地平面,如图3所示,使地平面的边缘与绕线部边缘 的间隔D为6mil,选取合适的地平面宽度G为50mil,厚度T保持2. 2mil,从而计算得到原 本突变后的差分阻抗现在变为100欧姆。
[0033] 从上面的实施例可知,在绕线部位置平铺布置地平面,使绕线部导致的阻抗突变 得到调整,从而使得该部分阻抗完全匹配,有效地改善信号质量。
[0034] W上所述,只是本实用新型的较佳实施例而已,本实用新型并不局限于上述实施 方式,只要其W相同的手段达到本实用新型的技术效果,都应属于本实用新型的保护范围。 在本实用新型的保护范围内其技术方案和/或实施方式可W有各种不同的修改和变化。
【主权项】
1. 一种应用于差分信号阻抗优化的走线结构,其特征在于: 所述结构包括第一信号线、第二信号线和地平面; 所述第一信号线和第二信号线之间形成间距变宽并且使得阻抗突变的绕线部; 所述地平面被设置为在间距变宽的所述绕线部的长度内的局部位置处靠近于所述第 一信号线和/或第二信号线,并保持预设的距离。2. 根据权利要求1所述的应用于差分信号阻抗优化的走线结构,其特征在于: 所述地平面具有凸出部,所述第一信号线和/或第二信号线在对应于绕线部的位置与 该凸出部保持预设的距离。3. 根据权利要求2所述的应用于差分信号阻抗优化的走线结构,其特征在于: 地平面的凸出部边缘和绕线部边缘之间的距离与所述绕线部的宽度对应。4. 根据权利要求1所述的应用于差分信号阻抗优化的走线结构,其特征在于,所述地 平面同时靠近所述绕线部的相对的边缘。5. 根据权利要求1所述的应用于差分信号阻抗优化的走线结构,其特征在于,所述走 线结构还包括PCB板,所述PCB板为单层或多层PCB板,所述第一信号线和第二信号线可以 设置在PCB板上的任意一层。6. 根据权利要求1所述的应用于差分信号阻抗优化的走线结构,其特征在于,所述地 平面与电路的接地端连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种应用于差分信号阻抗优化的走线结构,用于更好解决由于结构限制导致的差分信号线阻抗失配的问题。所述走线结构包括第一信号线、第二信号线和地平面。第一信号线和第二信号线之间形成间距变宽并且使得阻抗突变的绕线部。地平面被设置靠近于所述第一信号线和/或第二信号线,并保持预设的距离。本实用新型的有益效果为:有效控制信号线上由于结构导致的差分信号线阻抗突变,使得突变处的差分信号线与传输线阻抗的最大程度的匹配,从而有效降低反射,改善信号质量。
【IPC分类】H05K1/11, G06F17/50
【公开号】CN204946008
【申请号】CN201520451278
【发明人】梁建, 蒋学东, 毛忠宇
【申请人】深圳市兴森快捷电路科技股份有限公司, 广州兴森快捷电路科技有限公司, 宜兴硅谷电子科技有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年6月26日
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1