[发明专利]一种电路板上IO线特性阻抗调整装置、方法

说明书

本发明涉及一种电路板上IO线特性阻抗调整装置、方法。所述装置包括：测试电路板，开设长度不同的多个走线组，每一走线组包括长度相同的多根走线，同一走线组的多根走线分别在不同位置处截断；与每根走线对应的补偿电阻串联在截断处；发送器和接收器，发送器具有与每根走线对应的输出引脚，接收器具有与每根走线对应的输入引脚，输出引脚和输入引脚分别与对应的走线两端连接，发送器配置为向接收器发送信号；示波器，配置为对输入引脚处产生的信号波形进行展示；以及当示波器所展示的某一输出引脚的信号波形存在过冲时，则走线上的补偿电阻的阻值进行调整直至过冲消除。本发明方案有助于提高电路板设计效率。

技术领域

本发明涉及电路板设计领域，尤其涉及一种电路板上IO线特性阻抗调整装置、方法。

背景技术

特性阻抗又称特征阻抗，属于长线传输中的概念。在高频范围内，信号传输过程中，信号沿到达的地方，信号线和参考平面(电源或地平面)间由于电场的建立，会产生一个瞬间电流，如果传输线是各向同性的，那么只要信号在传输，就始终存在一个电流I，而如果信号的输出电平为V，在信号传输过程中，传输线就会等效成一个电阻，把这个等效的电阻称为传输线的特性阻抗Z(大小为V/I)。信号在传输的过程中，如果传输路径上的特性阻抗发生变化，信号就会在阻抗不连续的结点产生反射。线路特性阻抗会由几个要素决定：线宽，铜厚，介电层厚度。PCB一旦设计好，理论上每根线路的阻抗都是确定的，因为上述几个要素已被确定。但由于制作工艺的影响，例如线宽的变异、铜厚的变化、介电层厚度的控制，都会导致特性阻抗发生改变。

信号在传输的过程中，往往不是标准的矩形波信号，尤其在高速信号中，保证信号的完整性是十分重要的，影响信号完整性最主要的因素之一，就是阻抗不匹配，通常表现在传输线上，而阻抗不匹配直接导致信号的反射，反射信号与原始信号叠加，就会产生过冲、回沟、台阶等信号完整性问题。信号电平发生跳变后，第一个峰值电压或谷值电压超过设定的标准电压，主要表现为一个尖端脉冲。当过冲幅值较大或持续时间较长时，可能会导致电路元器件的失效，过冲引起振铃，产生的电压波动，可能会多次跨越逻辑电平的电压阈值，造成接收端的误判。要解决此问题，往往需要对设计的主板进行以下两方面的调整：一方面调整信号发送驱动端驱动电流的大小；另一方面在信号线上串联一个匹配电阻，此匹配电阻放在信号的发送端时，理论上电阻的阻值与传输线的特征阻抗相等时，反射最小，但是主板实际设计情况十分复杂，很多时候匹配电阻放置在信号发送端的空间位置不够，就会出现只能把匹配电阻串联在信号线的其它位置，加上每根信号线的长短不一，这样就需要根据实际的情况去调整匹配电阻的阻值，增加繁杂的设计以及验证工作。

发明内容

有鉴于此，有必要针对以上技术问题，提供一种电路板上IO线特性阻抗调整装置、方法及一种电路板设计方法。

根据本发明的第一方面，提供了一种电路板上IO线特性阻抗调整装置，所述装置包括：

测试电路板，所述测试电路板上开设长度不同的多个走线组，每一走线组包括长度相同的多根走线，属于同一走线组的多根走线分别在走线长度方向的不同位置处截断并留出第一截断端和第二截断端；

与每根走线对应的补偿电阻，所述补偿电阻的两端分别与所述第一截断端和所述第二截断端连接；

发送器和接收器，所述发送器具有与每根走线对应的输出引脚，所述接收器具有与每根走线对应的输入引脚，所述输出引脚和所述输入引脚分别与对应的走线两端连接，所述发送器配置为向所述接收器发送信号；

示波器，所述示波器与所述接收器的输入引脚连接，并配置为对输入引脚处产生的信号波形进行展示；以及

响应于所述示波器所展示的某一输出引脚的信号波形存在过冲，则对所述某一输出引脚对应的走线上的补偿电阻的阻值进行调整直至过冲消除。

在一些实施例中，所述发送器和所述接收器均为复杂可编程逻辑器件。