本發(fā)明涉及通訊設(shè)備領(lǐng)域,尤其涉及一種電路板。
背景技術(shù):
隨著通訊行業(yè)的迅猛發(fā)展,對(duì)通訊設(shè)備的要求也越來越高。由于差分對(duì)走線能夠極大地降低信號(hào)的電氣噪聲效應(yīng),因此,在高速電路設(shè)計(jì)中,差分對(duì)走線也被越來越廣泛地應(yīng)用著。通俗地來講,差分對(duì)信號(hào)驅(qū)動(dòng)端發(fā)送兩個(gè)等值、反相的信號(hào),接收端通過比較這兩個(gè)電壓的差值來判斷邏輯狀態(tài)為“0”還是“1”,而承載差分信號(hào)的那一對(duì)走線就稱為差分對(duì)走線。差分對(duì)信號(hào)和普通的單端信號(hào)走線相比,最明顯的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:
a.抗干擾能力強(qiáng),因?yàn)橐粋€(gè)差分對(duì)中的兩個(gè)差分線之間的耦合很好,當(dāng)外界存在噪聲干擾時(shí),幾乎是同時(shí)被耦合到兩條線上,而接收端關(guān)心的只是兩個(gè)信號(hào)的差值,所以外界的共模噪聲可以被完全抵消。
b.能有效抑制電磁干擾(electromagneticinterference,emi),同樣的道理,由于兩根信號(hào)的極性相反,它們對(duì)外輻射的電磁場(chǎng)可以相互抵消,耦合的越緊密,泄放到外界的電磁能量越少。
c.時(shí)序定位精確,由于差分信號(hào)的開關(guān)變化是位于兩個(gè)信號(hào)的交點(diǎn),而不像普通單端信號(hào)依靠高低兩個(gè)閾值電壓判斷,因而受工藝,溫度的影響小,能降低時(shí)序上的誤差,同時(shí)也更適合于低幅度信號(hào)的電路。
但即使差分對(duì)走線相較于單端走線的優(yōu)勢(shì)明顯,其也仍然有缺陷,差分對(duì)兩條信號(hào)線之間的耦合、信號(hào)線之間的互感和互容會(huì)引起信號(hào)線上的噪聲,這就是串?dāng)_,當(dāng)兩個(gè)差分對(duì)平行走線,那么串?dāng)_就會(huì)增加,例如現(xiàn)有技術(shù)中常采 用的“gssg”疊層設(shè)計(jì),即“接地平面-信號(hào)層-信號(hào)層-接地平面”,如圖1所示的電路板,包括第一信號(hào)層1和第二信號(hào)層2,其中第一差分對(duì)3被設(shè)置在第一信號(hào)層1上,第二差分對(duì)4設(shè)置在第二信號(hào)層2上:第一差分對(duì)3和第二差分對(duì)2采用平行走線,而且兩個(gè)差分對(duì)之間的距離較近,所以串?dāng)_相當(dāng)大,信號(hào)完整性受到抑制。這時(shí),如果想要減小串?dāng)_,常見的做法就是將第一差分對(duì)3向右移動(dòng),使第一差分對(duì)3與第二差分對(duì)4的距離較遠(yuǎn),如圖2所示。這樣的做法雖然減小了第一差分對(duì)3和第二差分對(duì)4之間的串?dāng)_,但卻同時(shí)降低了走線的密度,增加了制板成本。所以說,依照現(xiàn)有技術(shù)的電路板設(shè)計(jì),在信號(hào)的完整性和走線密度之間存在不可調(diào)和的矛盾。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的主要技術(shù)問題是,提供一種電路板,用以解決現(xiàn)有電路板不能同時(shí)保證信號(hào)完整性與走線密度的技術(shù)問題。
為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種電路板,其特征在于,包括第一類型走線單元和第二類型走線單元;
所述第一類型走線單元為設(shè)置在同一信號(hào)層的差分走線單元,每一個(gè)所述差分走線單元包括兩個(gè)差分線;
所述第二類型走線單元設(shè)置于所述電路板上電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)最弱的區(qū)域,所述電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)最弱的區(qū)域包括所述第一類型走線單元內(nèi)兩個(gè)差分線之間電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)最弱的區(qū)域或所述第一類型走線單元之間電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)最弱的區(qū)域。
在本發(fā)明一種實(shí)施例中,所述電路板包括m個(gè)第一類型走線單元和2m-1個(gè)第二類型走線單元,所述m大于等于1。
在本發(fā)明一種實(shí)施例中,當(dāng)所述第二類型走線單元設(shè)置于所述第一類型走 線單元內(nèi)兩個(gè)差分線之間電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)最弱的區(qū)域時(shí),所述第二類型走線單元位于所述第一類型走線單元內(nèi)兩個(gè)差分線的中垂線上。
在本發(fā)明一種實(shí)施例中,當(dāng)所述第二類型走線單元設(shè)置于所述第一類型走線單元之間電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)最弱的區(qū)域時(shí),所述第二類型走線單元位于兩個(gè)所述第一類型走線單元電場(chǎng)相互抵消的區(qū)域。
在本發(fā)明一種實(shí)施例中,所述第二類型走線單元為差分走線單元,所述第二類型走線單元的兩個(gè)差分線設(shè)置于不同的信號(hào)層。
在本發(fā)明一種實(shí)施例中,所述第二類型走線單元的設(shè)置方式包括:
所述第二類型走線單元中兩個(gè)差分線中的任意一個(gè)與所述第一類型走線單元設(shè)置在同一信號(hào)層;
或,
所述第二類型走線單元中兩個(gè)差分線都設(shè)置在所述第一類型走線單元所在信號(hào)層之外的其他信號(hào)層。
在本發(fā)明一種實(shí)施例中,當(dāng)所述第二類型走線單元設(shè)置于所述第一類型走線單元內(nèi)兩個(gè)差分線之間電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)最弱的區(qū)域時(shí),所述第二類型走線單元的兩個(gè)差分線間的中垂線與所述第一類型走線單元的一個(gè)差分線到另一個(gè)差分線的連線重合;
當(dāng)所述第二類型走線單元設(shè)置于所述第一類型走線單元之間電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)最弱的區(qū)域時(shí),所述第二類型走線單元的兩個(gè)差分線間的中垂線與兩個(gè)所述第一類型走線單元之間連線重合。
在本發(fā)明一種實(shí)施例中,所述第二類型走線單元為單端走線單元。
在本發(fā)明一種實(shí)施例中,所述單端走線單元為一個(gè)單端線的單端走線單元或兩個(gè)單端線的單端走線單元;
當(dāng)所述第二類型走線單元為兩個(gè)單端線的單端走線單元時(shí),兩個(gè)單端線設(shè)置在不同的信號(hào)層,所述第二類型走線單元的設(shè)置方式包括:
所述第二類型走線單元中兩個(gè)單端線中的任意一個(gè)與所述第一類型走線單元設(shè)置在同一信號(hào)層;
或,
所述第二類型走線單元中兩個(gè)單端線都設(shè)置在所述第一類型走線單元所在信號(hào)層之外的其他信號(hào)層。
在本發(fā)明一種實(shí)施例中,當(dāng)所述第二類型走線單元為兩個(gè)單端線的單端走線單元時(shí),
當(dāng)所述第二類型走線單元設(shè)置于所述第一類型走線單元內(nèi)兩個(gè)差分線之間電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)最弱的區(qū)域時(shí),所述第二類型走線單元的兩個(gè)單端線間的中垂線與所述第一類型走線單元的一個(gè)差分線到另一個(gè)差分線的連線重合;
當(dāng)所述第二類型走線單元設(shè)置于所述第一類型走線單元之間電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)最弱的區(qū)域時(shí),所述第二類型走線單元的兩個(gè)單端線間的中垂線與兩個(gè)所述第一類型走線單元之間的連線重合。
本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明提供的電路板,通過將第二類型走線單元設(shè)置在一個(gè)差分走線單元內(nèi)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)最弱的區(qū)域或者差分走線單元之間的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)最弱的區(qū)域,和現(xiàn)有技術(shù)相比,在增大了走線密度的同時(shí),又使第二類型走線單元受到第一類型走線單元的電場(chǎng)干擾最小,保證了第一類型走線單元與第二類型走線單元的信號(hào)的完整性,從而有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中信號(hào)的完整性和走線密度之間的矛盾。
附圖說明
圖1為一種現(xiàn)有電路板的剖面圖;
圖2為一種現(xiàn)有電路板的剖面圖;
圖3為電路板上電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)最弱的區(qū)域的分布示意圖;
圖4為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種電路板的剖面圖;
圖5為本發(fā)明實(shí)施例一提供的另一種電路板的剖面圖;
圖6為本發(fā)明實(shí)施例一提供的另一種電路板的剖面圖;
圖7為本發(fā)明實(shí)施例一提供的另一種電路板的剖面圖;
圖8為本發(fā)明實(shí)施例一提供的另一種電路板的剖面圖;
圖9為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種電路板的剖面圖;
圖10為本發(fā)明實(shí)施例二提供的另一種電路板的剖面圖;
圖11為本發(fā)明實(shí)施例二提供的另一種電路板的剖面圖;
圖12為本發(fā)明實(shí)施例二提供的另一種電路板的剖面圖;
圖13為本發(fā)明實(shí)施例二提供的另一種電路板的剖面圖;
圖14為本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種電路板的剖面圖;
圖15為本發(fā)明電路板與現(xiàn)有電路板的串?dāng)_仿真結(jié)果示意圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參考圖3,圖3為電路板上電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)最弱的區(qū)域的分布示意圖。該電路板包括第一信號(hào)層1、第二信號(hào)層2和第三信號(hào)層3,設(shè)置在第二信號(hào)層2上的第一類型走線單元4和4’為差分走線單元,將兩個(gè)差分走線單元設(shè)置在同一信號(hào)層,即,第二信號(hào)層2。按照現(xiàn)有的布線原則,考慮到各個(gè)走線單元之間的串?dāng)_,會(huì)將第二類型走線單元依照相同的設(shè)置規(guī)則被設(shè)置在盡量遠(yuǎn)離第一類型走線單元4和第一類型走線單元4’的區(qū)域來減小串?dāng)_,但是這樣就會(huì)減小電路板的布 線密度,從而提高了制作電路板的成本。
在本發(fā)明中,將第二類型走線單元設(shè)置在電路板上電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)最弱的區(qū)域,以此保證第二類型走線單元受到第一類型走線單元的電場(chǎng)的影響最小。應(yīng)當(dāng)理解的是,這些區(qū)域就包括第一類型走線單元內(nèi)兩個(gè)差分線之間電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)最弱的區(qū)域和第一類型走線單元之間電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)最弱的區(qū)域,如圖3中的第一類型走線單元4中兩個(gè)差分線之間區(qū)域5、第一類型走線單元4’中兩個(gè)差分線之間區(qū)域5’或者是兩個(gè)第一類型走線單元4和4’之間的區(qū)域6。在這些區(qū)域內(nèi),第一類型走線單元的電場(chǎng)會(huì)進(jìn)行一定的相互抵消,因此會(huì)使總的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)減小。
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,下面通過具體實(shí)施方式結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
實(shí)施例一:
在上述基礎(chǔ)上,本實(shí)施例以將第二類型走線單元7設(shè)置在第一類型走線單元4內(nèi)兩個(gè)差分線之間電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)最弱的區(qū)域5為例。優(yōu)選地,本實(shí)施例將第二類型走線單元7設(shè)置在第一類型走線單元4內(nèi)兩個(gè)差分線的中垂線上,在中垂線這個(gè)區(qū)域,第一類型走線單元4中第一差分線41和第二差分線42的電場(chǎng)幾乎已經(jīng)完全抵消,因此,第二類型走線單元7受到的影響會(huì)很小。
若第二類型走線單元為差分走線單元,為了使其兩個(gè)差分線都受到較小的電場(chǎng)影響,就將其兩個(gè)差分線分別設(shè)置在不同的信號(hào)層,圖4至圖6給出了第二類型走線單元為差分走線單元時(shí)的幾種設(shè)置方式:
第二類型走線單元7中兩個(gè)差分線中的任意一個(gè)與第一類型走線單元設(shè)置在同一信號(hào)層,如圖4所示:
將第二類型走線單元7中的第四差分線72設(shè)置在與第一類型走線單元4所在的信號(hào)層。當(dāng)然也可以將第二類型走線單元7的第三差分線71設(shè)置在與第一 類型走線單元4所在的信號(hào)層。
第二類型走線單元7中兩個(gè)差分線都設(shè)置在第一類型走線單元4所在信號(hào)層之外的其他信號(hào)層。請(qǐng)參考圖5和圖6:
圖5中將第二類型走線單元7的兩個(gè)差分線,即第三差分線71和第四差分線72都設(shè)置在與第一類型走線單元4不同的信號(hào)層,且第二類型走線單元7的兩個(gè)差分線所在的信號(hào)層都在第一類型走線單元4所在信號(hào)層之上。
當(dāng)然,毫無疑義的是,除圖5所示出設(shè)置方式以外,第二類型走線單元7的兩個(gè)差分線所在的信號(hào)層也可以在第一類型走線單元4所在信號(hào)層之下。或者如圖6所示的,將第二類型走線單元7的第三差分線71設(shè)置在第一類型走線單元4所在信號(hào)層之上的其他信號(hào)層,第四差分線72設(shè)置在第一類型走線單元4所在信號(hào)層之下的其他信號(hào)層。優(yōu)選的,在本實(shí)施例提供的電路板為“gsssg”的結(jié)構(gòu),即“接地平面-信號(hào)層-信號(hào)層-信號(hào)層-接地平面”的結(jié)構(gòu),其包含三個(gè)信號(hào)層,第二類型走線單元7的第三差分線71與第四差分線72間的中垂線與第一類型走線單元4的一個(gè)差分線到另一個(gè)差分線的連線重合,在這種情況下,第一類型走線單元4正好處于第二類型走線單元7中兩個(gè)差分線之間的中垂線上,在這里,第二類型走線單元7中兩個(gè)差分線的電場(chǎng)幾乎已經(jīng)完全抵消,第一類型走線單元4受到的電場(chǎng)影響影響也為最小,因此第一類型走線單元4與第二類型走線單元7之間的串?dāng)_最小。
當(dāng)?shù)诙愋妥呔€單元7為單端走線單元時(shí),其設(shè)置情況可依據(jù)第二類型走線單元7的具體類型而定,單端走線單元分為一個(gè)單端線的單端走線單元和兩個(gè)單端線的單端走線單元,當(dāng)?shù)诙愋妥呔€單元7為兩個(gè)單端線的單端走線單元時(shí),可以參照第二類型走線單元7為差分走線單元的設(shè)置情況進(jìn)行設(shè)定,這里就不再贅述。
下面詳細(xì)介紹第二類型走線單元7為一個(gè)單端線的單端走線單元時(shí)的設(shè)置情況,事實(shí)上,當(dāng)?shù)诙愋妥呔€單元7為一個(gè)單端線的單端走線單元時(shí),情況簡(jiǎn)單得多,第二類型走線單元7可以與第一類型走線單元4設(shè)置在不同的信號(hào)層,如圖7,可以理解的是,圖7中第二類型走線單元7的位置并不是本發(fā)明能給出的唯一位置。第二類型走線單元7也可以與第一類型走線單元4設(shè)置在同一信號(hào)層,如圖8所示。
在本實(shí)施例中,第二類型走線單元設(shè)置在第一類型走線單元內(nèi)兩個(gè)差分線之間電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)最弱的區(qū)域,假設(shè)在本實(shí)施例中提供的電路板上設(shè)置m個(gè)第一類型走線單元,那么該電路板上最多可以設(shè)置上述第二類型走線單元的個(gè)數(shù)也為m個(gè)。
實(shí)施例二:
本實(shí)施例以將第二類型走線單元7設(shè)置在第一類型走線單元4和4’之間電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)最弱的區(qū)域6為例。優(yōu)選地,本實(shí)施例將第二類型走線單元7設(shè)置在兩個(gè)第一類型走線單元電場(chǎng)相互抵消的區(qū)域6,請(qǐng)參照?qǐng)D9,圖9中的電路板上設(shè)置了兩個(gè)第一類型走線單元4和4’,由于第一類型走線單元4和4’均為差分走線單元,因此,第一類型走線單元4包括第一差分線41和第二差分線42,第一類型走線單元4’包括第五差分線41’和第六差分線42’。第二差分線42和第五差分線41’之間的中垂線上,兩個(gè)第一類型走線單元之間的電場(chǎng)幾乎已經(jīng)完全抵消,因此,第二類型走線單元7受到的影響會(huì)很小。若第二類型走線單元7為差分走線單元,為了使第三差分線71和第四差分線72都受到較小的電場(chǎng)影響,就將其兩個(gè)差分線分別設(shè)置在不同的信號(hào)層,使其整體均處于第二差分線42和第五差分線41’之間的中垂線上,即兩個(gè)第一類型走線單元4和4’的電場(chǎng)相互抵消的區(qū)域6。圖9至圖11給出了第二類型走線單元7為差分走線 單元時(shí)的幾種設(shè)置方式:
第二類型走線單元7中兩個(gè)差分線中的任意一個(gè)與第一類型走線單元設(shè)置在同一信號(hào)層,如圖9所示:
將第二類型走線單元7中第四差分線72設(shè)置在與第一類型走線單元4和4’所在的信號(hào)層。當(dāng)然也可以將第二類型走線單元7的第三差分線71設(shè)置在與第一類型走線單元4和4’所在的信號(hào)層。
第二類型走線單元7中兩個(gè)差分線都設(shè)置在第一類型走線單元4和4’所在信號(hào)層之外的其他信號(hào)層。請(qǐng)參考圖10和圖11:
圖10中將第二類型走線單元7的第三差分線71和第四差分線72都設(shè)置在與第一類型走線單元4和4’不同的信號(hào)層,且第二類型走線單元7的兩個(gè)差分線所在的信號(hào)層都在第一類型走線單元所在信號(hào)層之上。
當(dāng)然,毫無疑義的是,除圖10所示出的設(shè)置方式以外,第二類型走線單元的兩個(gè)差分線所在的信號(hào)層也可以在第一類型走線單元4和4’所在信號(hào)層之下?;蛘撸鐖D11所示的,將第二走線單元7的第三差分線71設(shè)置在第一走線單元4和4’所在信號(hào)層之上的其他信號(hào)層,第四差分線72設(shè)置在第一類型走線單元4和4’所在信號(hào)層之下的其他信號(hào)層。優(yōu)選的,在本實(shí)施例的設(shè)置中,第二類型走線單元7的第三差分線71和第四差分線72間的中垂線與第一類型走線單元4與第一類型走線單元4’之間的連線重合,在這種情況下,兩個(gè)第一類型走線單元4和4’正好處于第二類型走線單元7中兩個(gè)差分線之間的中垂線上,在這里,第二類型走線單元7中兩個(gè)差分線的電場(chǎng)幾乎已經(jīng)完全抵消,兩個(gè)第一類型走線單元4和4’受到的電場(chǎng)影響影響也為最小,因此第一類型走線單元4和4’與第二類型走線單元7之間的串?dāng)_最小。
當(dāng)?shù)诙愋妥呔€單元7為單端走線單元時(shí),其設(shè)置情況可依據(jù)第二類型走 線單元7的具體類型而定,單端走線單元分為一個(gè)單端線的單端走線單元和兩個(gè)單端線的單端走線單元,當(dāng)?shù)诙愋妥呔€單元7為兩個(gè)單端線的單端走線單元時(shí),可以參照第二類型走線單元7為差分走線單元的設(shè)置情況進(jìn)行設(shè)定,這里就不再贅述。
下面詳細(xì)介紹第二類型走線單元7為一個(gè)單端線的單端走線單元時(shí)的設(shè)置情況,事實(shí)上,當(dāng)?shù)诙愋妥呔€單元7為一個(gè)單端線的單端走線單元時(shí),情況簡(jiǎn)單得多,第二類型走線單元7可以與第一類型走線單元4和4’設(shè)置在不同的信號(hào)層,如圖12,可以理解的是,圖12中第二類型走線單元7的位置并不是本發(fā)明能給出的唯一位置。第二類型走線單元7也可以與第一類型走線單元4和4’設(shè)置在同一信號(hào)層,如圖13所示。
在本實(shí)施例中,第二類型走線單元設(shè)置在第一類型走線單元之間電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)最弱的區(qū)域,假設(shè)在本實(shí)施例中提供的電路板上設(shè)置m個(gè)第一類型走線單元,那么該電路板上最多可以設(shè)置上述第二類型走線單元的個(gè)數(shù)為m-1個(gè)。
實(shí)施例三:
可以理解的是,在實(shí)施例一和實(shí)施例二的基礎(chǔ)上,在本發(fā)明提供的電路板可以同時(shí)在第一類型走線單元內(nèi)兩個(gè)差分線之間電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)最弱的區(qū)域和第一類型走線單元之間電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)最弱的區(qū)域設(shè)置第二類型走線單元,因此,本發(fā)明提供的電路板上最多可以設(shè)置第二類型走線單元的個(gè)數(shù)為2m-1。本實(shí)施例提供一種同時(shí)在上述兩個(gè)區(qū)域設(shè)置第二類型走線單元的電路板,如圖14所示。
圖15為本發(fā)明電路板與現(xiàn)有電路板的串?dāng)_測(cè)試結(jié)果示意圖,圖中橫軸表示頻率,縱軸表示串?dāng)_大小,曲線a代表現(xiàn)有電路板的串?dāng)_仿真結(jié)果,曲線b代表本發(fā)明電路板的串?dāng)_仿真結(jié)果。從仿真結(jié)果中可以看出,本發(fā)明的電路板中個(gè)走線單元之間的串?dāng)_明顯更低。
圖14所給出的示例中,三個(gè)第二類型走線單元7、7’和7”均為差分走線單元,但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知道,在第二類型走線單元7、7’和7”所在的區(qū)域設(shè)置單端走線單元也是可行的,另外,采用不同型號(hào)的差分走線單元,那么兩個(gè)差分線的間距也會(huì)不同,故,差分線的間距不應(yīng)該限定本發(fā)明保護(hù)范圍。
盡管在上面提供的三個(gè)實(shí)施例的附圖都采用了“gsssg”的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),但是結(jié)合上述文字描述,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白,這并不表示本發(fā)明一定要在具有三個(gè)信號(hào)層的電路板上才能實(shí)現(xiàn)。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明,不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換,都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。