CN103188861B - 布设了差分对的印刷电路板 - Google Patents

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Abstract

一种布设了差分对的印刷电路板，包括一外层信号层、一内层信号层、一第一接地参考层和一第二接地参考层，所述第一接地参考层位于所述外层信号层和所述内层信号层之间，所述第一接地参考层和第二接地参考层位于所述内层信号层两侧，相互平行的一第一混合差分对和一第二混合差分对布设在所述外层信号层和内层信号层上，所述内层信号线层与所述第一接地参考层之间的距离分别为h1，所述内层信号线层与所述第二接地参考层之间的距离分别为h2，取一值h等于h1和h2两者中的较小者，所述第一混合差分对和第二混合差分对之间的距离小于或等于所述值h的3倍。

Description

布设了差分对的印刷电路板
技术领域
本发明涉及一种能节省差分对布线空间的印刷电路板。
背景技术
差分传输是一种信号传输技术，其在两个线上都传输信号，这两个信号的振幅相等，相位相反，在电路板上用差分信号对传输信号时，通常将两端的信号线布设于电路板的外层，将中间的信号线布设于电路板的内层，布设于外层的信号线称为微带线，布设于内层的信号线称为带状线。
当电路板上布设了多个差分对时，这些差分对之间不可避免地产生远端串扰，业界为了减少远端串扰，通常是增大差分对之间的距离，但是这样导致印刷电路板的布线密度较低，不符合现今资讯产品体积越来越小的趋势。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种能节省差分对布线空间的印刷电路板。
一种布设了差分对的印刷电路板，包括一外层信号层、一内层信号层、一第一接地参考层和一第二接地参考层，所述第一接地参考层位于所述外层信号层和所述内层信号层之间，所述第一接地参考层和第二接地参考层位于所述内层信号层两侧，相互平行的一第一混合差分对和一第二混合差分对布设在所述外层信号层和内层信号层上，所述内层信号线层与所述第一接地参考层之间的距离分别为h1，所述内层信号线层与所述第二接地参考层之间的距离分别为h2，取一值h等于h1和h2两者中的较小者，所述第一混合差分对和第二混合差分对之间的距离小于或等于所述值h的3倍。
一种布设了差分对的印刷电路板，包括一外层信号层、一内层信号层、一第一接地参考层和一第二接地参考层，所述第一接地参考层位于所述外层信号层和所述内层信号层之间，所述第一接地参考层和第二接地参考层位于所述内层信号层两侧，相互平行的一第一混合差分对和一第二混合差分对布设在所述外层信号层和内层信号层上，所述第一混合差分对包括一布设在所述外层信号层上的第一微带线差分对，所述第一微带线差分对的长度与所述第一混合差分对的长度的比值小于或等于15%。
相较于现有技术，上述差分对的输出信号眼图波形中的眼宽符合差分布线对眼图的要求，节省了印刷电路板中差分信号对的布线空间。
附图说明
图1是本发明布设了差分对的印刷电路板较佳实施例的示意图，该印刷电路板内布设至少两差分对。
图2是本发明印刷电路板的一较佳实施例中的差分对的眼宽与两差分信号对之间的间距的关系的波形图。
图3是本发明印刷电路板的另一较佳实施例中的差分对的眼宽与两差分信号对之间的间距的关系的波形图。
主要元件符号说明
外层信号线层 10
第一接地参考层 20
内层信号线层 30
第二接地参考层 40
第一混合差分对 60
第一正差分信号线 61
第一正微带线 611
第一正带状线 612
第一负差分信号线 62
第一负微带线 621
第一负带状线 622
第二混合差分对 70
第二正差分信号线 71
第二正微带线 711
第二正带状线 712
第二负差分信号线 72
第二负微带线 721
第二负带状线 722
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，请参阅图1，本发明布设了差分对的印刷电路板包括一外层信号线层10、一第一接地参考层20、一内层信号线层30和一第二接地参考层40，外层信号线层10、第一接地参考层20、内层信号线层30和第二接地参考层40之间由绝缘层隔开，一第一混合差分对60和一第二混合差分对70分别布设在该电路板中，第一混合差分对60和一第二混合差分对70均相互平行，内层信号线层30与第一接地参考层20之间的距离分别为h1，内层信号线层30与第二接地参考层40之间的距离分别为h2，外层信号线层10与第一接地参考层20之间的距离分别为h3，第一混合差分对60、第二混合差分对70的长度均为L，另外取一值h等于h1和h2两者中的较小者。
该第一混合差分对60包括第一正差分信号线61和第一负差分信号线62，第一正差分信号线61包括布设在外层信号线层10上的第一正微带线611和布设在内层信号线层30上的第一正带状线612，第一负差分信号线62包括布设在外层信号线层10上的第一负微带线621和布设在内层信号线层30上的第一负带状线622，第一正微带线611和第一负微带线621组成一第一微带线差分对，第一正带状线612和第一负带状线622组成一第一带状线差分对，第一正微带线611和第一负微带线621的长度均为L1，则第一微带线差分对的长度为L1，第一正带状线612和第一负带状线622的长度均为L2，则第一带状线差分对的长度为L2，且L1+L2=L，第一正微带线611、第一负微带线621、第一正带状线612和第一负带状线622的宽度均为w,第一正微带线611和第一负微带线621之间的距离为S1，第一正带状线612和第一负带状线622之间的距离为S2。
该第二混合差分对70包括第二正差分信号线71和第二负差分信号线72，第二正差分信号线71包括布设在外层信号线层10上的第二正微带线711和布设在内层信号线层30上的第二正带状线712，第二负差分信号线72包括布设在外层信号线层10上的第二负微带线721和布设在内层信号线层30上的第二负带状线722，第二正微带线711和第二负微带线721组成一第二微带线差分对，第二正带状线712和第二负带状线722组成一第二带状线差分对，第二正微带线711和第二负微带线721的长度均为L1，则第二微带线差分对的长度为L1，第二正带状线712和第二负带状线722的长度均为L2，则第二带状线差分对的长度为L2，且L1+L2=L；第二正微带线711、第二负微带线721、第二正带状线712和第二负带状线722的宽度均为w，第二正微带线711和第二负微带线721之间的距离为S1，第二正带状线712和第二负带状线722之间的距离为S2。
第一混合差分对60与第二混合差分对70之间的间距为IPS，间距IPS的大小与内层信号线层30到第一接地参考层20的距离h1和到第二接地参考层40之间的距离h2中的较小者有关，即与h有关。
在一实施例中，使h1=5密耳，h2=4密耳，h3=2.7密耳，w=5密耳，S1=7密耳，S2=6.5密耳，则h等于h1和h2两者中的较小者，即h=4密耳；将一信号发生器分别同每一混合差分对的输入端相连，同时将一示波器同每一混合差分信号对的输出端相连。所述信号发生器的数据传输率为8G比特/秒，所述示波器端接收数据的误码率为1E-12。
请参阅图2，测试时改变两混合差分对60和70之间的间距IPS，则可得到图2中眼图波形中眼宽和间距IPS的关系图。
对于微带线差分对611、621、711和721，间距IPS从零开始逐渐增大时眼宽变大，当间距IPS=2密耳时眼宽达到一个波峰值，当间距IPS大于2密耳而小于7密耳时眼宽变小，当间距IPS=7密耳时眼宽达到一个波谷值，当间距IPS大于7密耳时眼宽逐渐变大；对于带状线差分对612、622、712和722，间距IPS从零开始逐渐增大时眼宽变大，当间距IPS大于或等于2密耳后眼宽逐渐稳定而变化不大。
请参阅图2，取L=8英寸，L1/L=4.5%，则L2/L=95.5%，得到混合差分对的眼宽相对间距IPS的曲线，从图2上看出，间距IPS越大眼宽也越大，但为了节省布线空间，可稍微牺牲一些眼宽，例如间距IPS等于5密耳时就可得到较大的眼宽，另外从图2中的曲线可看出间距IPS大于或等于2密耳（即h×0.5）后，混合差分对的眼宽就较大且较稳定，因此间距IPS大于或等于2密耳（即h×0.5）时即可保证传输的信号的品质，另一方面为了节省布线空间，将间距IPS设置为小于或等于12密耳（即h×3）。
请参阅图3，取L=8英寸，L1/L=15%，则L2/L=85%，得到混合差分对的眼宽相对间距IPS的另一曲线，从图3上看出，间距IPS越大眼宽也越大，但为了节省布线空间，可稍微牺牲一些眼宽，例如间距IPS等于5密耳时就可得到较大的眼宽，另外从图3中的曲线可看出间距IPS大于或等于2密耳（即h×0.5）后，混合差分对的眼宽也较大且较稳定，因此间距IPS大于或等于2密耳（即h×0.5）时即可保证传输的信号的品质，另一方面为了节省布线空间，将间距IPS设置为小于或等于12密耳（即h×3）。

Claims (5)

1.一种布设了差分对的印刷电路板，包括一位于所述印刷电路板最外侧的外层信号层、一位于所述印刷电路板内侧之内层信号层、一第一接地参考层和一第二接地参考层，所述第一接地参考层位于所述外层信号层和所述内层信号层之间，所述第一接地参考层和第二接地参考层位于所述内层信号层两侧，相互平行的一第一混合差分对和一第二混合差分对布设在所述外层信号层和内层信号层上，所述第一混合差分对包括布设在所述外层信号线层上的第一微带线差分对和布设在所述内层信号线层上的第一带状线差分对，所述第一微带线差分对和所述第一带状线差分对在所述印刷电路板内相连，所述第二混合差分对包括布设在所述外层信号线层上的第二微带线差分对和布设在所述内层信号线层上的第二带状线差分对，所述第二微带线差分对和所述第二带状线差分对在所述印刷电路板内相连，所述第一微带线差分对平行于所述第二微带线差分对，所述第一带状线差分对平行于所述第二带状线差分对，所述内层信号线层与所述第一接地参考层之间的距离分别为h1，所述内层信号线层与所述第二接地参考层之间的距离分别为h2，取一值h等于h1和h2两者中的较小者，其特征在于：所述第一微带线差分对与所述第二微带线差分对之间的距离小于或等于该值h的3倍，所述第一带状线差分对与所述第二带状线差分对之间的距离小于或等于该值h的3倍。
2.如权利要求1所述的布设了差分对的印刷电路板，其特征在于：所述第一微带线差分对与所述第二微带线差分对之间的距离大于或等于该值h的一半，所述第一带状线差分对与所述第二带状线差分对之间之距离大于或等于该值h的一半。
3.如权利要求1所述的布设了差分对的印刷电路板，其特征在于：所述第一微带线差分对的长度与所述第一混合差分对的长度的比值小于或等于15％，所述第二微带线差分对的长度与所述第二混合差分对的长度的比值小于或等于15％。
4.如权利要求3所述的布设了差分对的印刷电路板，其特征在于：所述第一带状线差分对的长度与所述第一混合差分对的长度的比值大于或等于85％，所述第二带状线差分对的长度与所述第二混合差分对的长度的比值大于或等于85％。
5.如权利要求1所述的布设了差分对的印刷电路板，其特征在于：所述外层信号线层、第一接地参考层、内层信号线层和第二接地参考层之间由绝缘层隔开。
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