[实用新型]差分对兼容电路板

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电路板，特别是一种差分对兼容的电路板。

背景技术

在通信系统中，传输信号的板内互连基本上是通过印刷电路板(printcircuit board，PCB)上的铜线进行连接。在系统的研发初期，系统功能因性能和成本的差异往往有多种实现电路。如果每种实现电路都制作一块PCB，这样既浪费时间，成本也高。因此为了减少成本和缩短研发周期，多种电路在PCB上同时实现，这种多电路的同时实现就是兼容设计。

图1为现有技术采用铜线连接的电路图。如图1所示，现有技术中，多电路实现兼容的设计是在PCB上，采用铜线对要选通的电路进行简单地连接，即：公共电路300与第一分电路100和第二分电路200之间采用铜线直接连接。当选通第一分电路100时，期望的信号传输路径是公共电路300到第一分电路100，这时从分叉点到第二分电路200之间的连线就是在信号传输线路中出现的短截线，通常，短截线越长会导致信号质量越差。而采用铜线连接的方式，在PCB制备完成后不易更改信号的传输线路，无法去掉多余的短截线。因此，该方式只适用于PCB线路上传输的是低速信号的情形，当信号速率达到几百兆甚至更高时，多电路兼容设计带来的短截线(即：尾桩)将会给传输信号质量带来严重影响。

差分对是由两根传输信号幅度相同，相位相反的信号线一起布线形成的，两根信号线越靠近效果越好。组成一组差分对的两根信号线中，定义其中一根信号线为正线，标记为“+”，另一根信号线为负线，标记为“-”；正线和负线的传输信号幅度相同，相位相反。由于差分对的抗干扰能力强、电压幅度低等特点，非常适合高速信号的传输，因此差分对的兼容设计非常重要。

图2为现有技术PCB的分层结构示意图。如图2所示，PCB一般是包括表面信号层(分为顶层信号层400和底层信号层500)、内层信号层600、介质层700(由绝缘材料组成)、过孔800等。过孔800通常是用于信号层切换的电气通路，其内壁附有铜，具有导通性，顶层信号层400的铜线和底层信号层铜线500就通过过孔800连接起来；而不需要与过孔800连接的层面(如内层信号层600)，其铜线(或铜皮)则与过孔800保持一定距离。

为了消除传输高速信号时，多电路兼容设计带来的尾桩对信号质量的影响，目前比较通用的方法是采用电阻或者电容将多个分电路相互隔离。图3为现有技术采用电阻连接的电路图。如图3所示，公共电路300与第一分电路100和第二分电路200采用电阻相互隔离。当使用第一分电路100时，断开电阻R3和R4，且R3和R4越靠近分叉点，留下的尾桩将越短，第一分电路100的信号质量也越好。同理，采用第二分电路200时可以断开R1和R2。因此，在采用差分对进行多电路兼容设计时，关键的问题是如何在PCB中布置起隔离作用的电阻，使得既达到消除尾桩的目的，又易于实现。

实际工艺中，电子元件引脚与位于PCB表面的焊盘焊接后，电子元件就与PCB的电路铜线连接起来了。每个电阻或电容需要通过两个焊盘焊接在PCB上。在PCB同一表层信号层上，分别选取两个不同电阻或电容的其中一个焊盘，并重叠放置，如果焊盘是正方形，两个焊盘就会完全重叠。在PCB制作完成后，两个重叠焊盘合二为一。

图4为现有技术PCB顶层信号层上焊盘重叠的示意图。如图4所示，与第一分电路100的一组差分对线连接的电阻焊盘对和与第二分电路200的一组差分对线连接的电阻焊盘对均布设在PCB的顶层信号层上。其中，第一子焊盘对A100的一个焊盘和第三子焊盘对B100的一个焊盘重叠，第二子焊盘对A200的一个焊盘和第四子焊盘对B200的一个焊盘重叠，当选通第一分电路100时，期望的信号流向为公共电路300到第一分电路100，这时可以分别在第一子焊盘对A100和第二子焊盘对A200的二个焊盘上均焊接电阻，连通第一分电路100的铜线；第三子焊盘对B100和第四子焊盘对B200的二个焊盘上均不焊接电阻。同理，选通第二分电路200时，第三子焊盘对B100和第四子焊盘对B200的二个焊盘上均焊接电阻，连通第二分电路200的铜线，第一子焊盘对A100和第二子焊盘对A200的二个焊盘上均不焊接电阻。