专利名称：差分信号线及差分信号线偏移量的补偿方法
技术领域：
本发明涉及一种差分信号线及差分信号线偏移量的补偿方法。
背景技术：
一般而言，印刷电路板中的噪音为共模信号。为此，印刷电路板常利用一对极性相 反的信号，即差分信号，如PCI-Express、SATA等，实现信号奇模传输，并在信号接收端使用 差分放大器对差分信号放大以滤除共模噪声。差分信号的传输线一般由一对传输线组成。 由于主机板设有各种位置需求的电子元件，使得现有差分信号线的两条传输线无法等长， 使得差分信号无法同时到达接收端并极性相反状态(如图4a及5a所示)。为了保证差分 信号同时到达接收端并保持极性相反状态，在差分信号传输的过程中，差分信号的传输线 必须等长。传统的做法即是通过延迟布线法加长较短一方的长度以保证差分信号线等长。 然而，人为操作延迟布线法并不能使得差分信号的传输线真正等长，从而造成信号传输的 质量下降(如图4b及5b所示)。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种提高信号传输质量的差分信号线及差分信号线偏 移量的补偿方法。一种差分信号线偏移量的补偿方法，用于补偿一差分信号线中一第一传输线及 一第二传输线间的偏移量，所述补偿方法包括以下步骤计算信号在所述第一传输线的传 输速度；测量所述第一传输线及第二传输线的长度；计算信号在所述第一传输线的传输时 间；以信号在所述第一传输线及第二传输线的传输时间相等为条件，计算得到第一传输线 与第二传输线的介电常数的对应关系；以及改变第一传输线或第二传输线的介电常数以符 合所述对应关系。一种差分信号线，包括一第一传输线及一第二传输线，所述第一传输线的介电常 数为一第一介电常数、长度为一第一长度，所述第二传输线的介电常数为一第二介电常数、
长度为一第二长度，且满足^ = ^^其中，Sl为所述第一传输线的长度，ε 1为所述第，一介电常数，S2为所述第二传输线的长度，ε 2为所述第二介电常数，C为光速。相较现有技术，所述印刷电路板及补偿方法通过所述第一电介质及第二电介质在 所述第一传输线上的分布与在第二传输线的分布不同，使得所述第一传输线与第二传输线 中信号的传输速度不同，以补偿因所述第二传输线与所述第一传输线长度不同所产生的传 输时间差，保证差分信号同时到达接收端以维持差分信号的反相状态，提高信号传输的质 量。
下面结合附图及较佳实施方式对本发明作进一步详细描述
图1是本发明差分信号线的较佳实施方式的示意图。图2是沿图1中II-II线的剖面图。图3是沿图1中III-III线的剖面图。 图4a是现有差分信号线传输的差分信号在接收端的相位差波形图。图4b是使用延迟布线法的现有差分信号线传输的差分信号在接收端的相位差波 形图。图4c是本发明差分信号线传输的差分信号在接收端的相位差波形图。图5a是现有差分信号线传输的差分信号在接收端的时域眼图。图5b是使用延迟布线法的现有差分信号线传输的差分信号在接收端的时域眼 图。图5c是本发明现有差分信号线传输的差分信号在接收端的时域眼图。图6是本发明差分信号线偏移量补偿方法的较佳实施方式的流程图。图7是本发明差分信号线偏移量补偿方法的另一较佳实施方式的流程图。
具体实施例方式请参考图1、图2及图3，本发明差分信号线11是设置在一印刷电路板100上，其 包括一第一传输线111及一第二传输线112，用于传输一对差分信号。所述第一传输线111 及第二传输线112的长度分别为Sl及S2，且Sl < S2。信号在传输线中的传输速度及传输时间分别由以下公式表示"77
^ (1) _2] ⑵其中V表示信号的传输速度，C表示光速，ε表示传输线的介电常数，t表示信号 的传输时间，S表示传输线的长度。根据公式(1)及(2)得知，通过改变介电常数ε可相 应地改变传输速度V，进而可改变传输时间t。为了保证信号在所述第一传输线111及所述第二传输线112的传输时间tl及t2 相等，本实施方式中，所述第一传输线111外表面全部涂有防焊漆30，其介电常数为ε 1，信 号在所述第一传输线111的传输速度为VI。所述第二传输线112的外表面仅局部涂有防 焊漆30，涂有防焊漆30部分与未涂有防焊漆30部分的长度分别占所述第二传输线112长 度S2的百分比χ及y (即χ = l_y)，涂有防焊漆30部分的介电常数为ε 1 (与第一传输线 111的介电常数ε 1相同)，未涂有防焊漆30部分的介电常数为ε 2，信号在涂有防焊漆30 部分的传输速度为Vl (与信号在所述第一传输线111的传输速度Vl相同))，信号在未涂有 防焊漆30部分的传输速度为V2。图1中a处的剖面图(如图2所示)显示所述第一传输 线111及第二传输线112的外表面均涂有防焊漆30。图1中b处的剖面图(如图3所示) 显示仅所述第一传输线111的外表面涂有防焊漆30。根据公式(1)及(2)，信号在所述第 一传输线111及第二传输线112的传输时间tl及t2相等的条件下，可以得出以下公式
Shf^i S2、Kx、[^i S2xy^[s2- = - +-
CCC(3)
其中，U=V^为信号在所述第二传输线112涂有防焊漆30部分的传输时间，
^^为信号在所述第二传输线112未涂有防焊漆30部分的传输时间。请参考图4a、4b及4c，可明显看到，图4c中本发明差分信号线11传输的差分信号在接收端的相位差为零，差分信号在接收端能精确保持反相状态，其效果明显好于图4a现 有差分信号线及图4b使用延迟布线法的现有差分信号线。请参考图5a、图5b及图5c，可明显看到，本发明差分信号线11传输的差分信号在 接收端的时域眼图在-0.2至-0. 1相对时间单位(Unit Interval)的区间内的效果明显好 于图5a现有差分信号线及图5b使用延迟布线法的现有差分信号线。本实施方式中，本发明差分信号线11通过在所述第一传输线111全部涂有防焊 漆30减小信号的传输速度以延长信号在所述所述第一传输线的传输时间tl来使得差分信 号经所述第一传输线111及第二传输线112后同时到达接收端。其他实施方式中，防焊漆 30也可为其他不同种类的电介质。其他实施方式中，在所述第一传输线111及第二传输线 112的外层局部或全部涂有不同种类的电介质亦可达到本发明的目的。此外，在第二传输 线112不涂有电介质的情况下，仅在所述第一传输线111局部涂有电介质亦可达到本发明 的目的。请参考图6，本发明差分信号线偏移量的补偿方法，用于补偿所述第一传输线111 及第二传输线112间的偏移量，其较佳实施方式的包括以下步骤步骤S61，通过在所述第一传输线111的外层涂有一防焊漆30以使得所述第一传 输线111的介电常数为ε 。步骤S62，测量所述第一传输线111及第二传输线112的长度Sl及S2。步骤S63，根据上述公式(1)，计算信号在所述第一传输线111的传输速度vl。步骤S64，根据上述公式(2)，计算信号在所述第一传输线111的传输时间tl。步骤S65，根据上述公式(3)，计算所述第二传输线112上涂有焊漆30及未涂防焊 漆30的长度占第二传输线112的长度S2的百分比χ及y。步骤S66，根据所述百分比χ及y将防焊漆30涂于所述第二传输线112上。请参考图7，本发明差分信号线偏移量的补偿方法，用于补偿所述第一传输线111 及第二传输线112间的偏移量，其另一较佳实施方式的包括以下步骤步骤S71，测量所述第一传输线111及第二传输线112的长度Sl及S2。步骤S72，根据上述公式(1)，计算信号在所述第二传输现线112的传输速度v2。步骤S73，根据上述公式(2)，计算信号在所述第二传输线112的传输时间t2。步骤S74，根据上述公式(3)，计算所述第一传输线111上涂有防焊漆30及未涂防 焊漆30部分占第一传输线111的长度Sl的百分比χ及y。步骤S75，根据所述长度百分比χ及y，将防焊漆30涂于所述第一传输线111上。所述差分信号线11及其偏移量的补偿方法通过在所述第一传输线111及第二传 输线112上涂防焊漆30，以改变其介电常数，使得信号在所述第一传输线111与第二传输 线112的传输速度不同，以补偿因所述第一传输线111与第二传输线112长度不同所产生 的传输时间差，保证差分信号同时到达接收端以维持差分信号的反相状态，提高信号传输的质量。
需说明的是，以上实施方式仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较 佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的 技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
权利要求
一种差分信号线偏移量的补偿方法，用于补偿一差分信号线中一第一传输线及一第二传输线间的偏移量，所述补偿方法包括以下步骤计算信号在所述第一传输线的传输速度；测量所述第一传输线及第二传输线的长度；计算信号在所述第一传输线的传输时间；以信号在所述第一传输线及第二传输线的传输时间相等为条件，计算得到第一传输线与第二传输线的介电常数的对应关系；以及改变第一传输线或第二传输线的介电常数以符合所述对应关系。
2.如权利要求1所述的差分信号线偏移量的补偿方法，其特征在于通过涂有电介质 来使第一传输线、第二传输线的介电常数符合所述对应关系。
3.如权利要求2所述的差分信号线偏移量的补偿方法，其特征在于通过在所述第一 传输线及第二传输线的外层全部或局部涂覆不同介电常数的电介质以改变所述第一传输 线及第二传输线的介电常数以符合所述对应关系。
4.如权利要求2所述的差分信号线偏移量的补偿方法，其特征在于通过在第一传输 线全部涂有及在第二传输线局部涂有相同介电常数的一电介质来改变所述第一传输线及 第二传输线的介电常数以符合所述对应关系。
5.如权利要求4所述的差分信号线偏移量的补偿方法，其特征在于所述电介质为防 焊漆。
6.如权利要求4所述的差分信号线偏移量的补偿方法，其特征在于通过下述公式计算信号在所述第一传输线的传输时间= $ n = fl其中Vl为信号在所述第一传输线， ，中的传输速度，C为光速，ε 1为所述全部涂有所述电介质的第一传输线的介电常数，tl为 所述信号在第一传输线中的传输时间，Sl为所述第一传输线的长度。
7.如权利要求6所述的差分信号线偏移量的补偿方法，其特征在于通过下述公式计算所述第二传输线上涂覆电介质及未涂覆电介质的长度:举=32:记+ 32”严其，中χ为涂有所述电介质的部分占第二传输线长度的百分比，该部分的介电常数为ε 1 ;y为 未涂有所述电介质的部分占第二传输线长度的百分比，该部分的介电常数为ε 2，S2为所 述第二传输线的长度；χ = l_y。
8.一种差分信号线，包括一第一传输线及一第二传输线，其特征在于所述第一传输 线的介电常数为一第一介电常数、长度为一第一长度，所述第二传输线的介电常数为一第二介电常数、长度为一第二长度，且满足=其中，Sl为所述第一传输线的长，度，ε 1为所述第一介电常数，S2为所述第二传输线的长度，ε 2为所述第二介电常数，C为 光速。
9.如权利要求8所述的差分信号线，其特征在于所述第二传输线的介电常数还包括 一第三介电常数ε 3，所述第二传输线的介电常数为所述第二介电常数ε 2及第三介电常 数ε 3的百分比分别为χ及y，其中χ及y满足以下公式
10.如权利要求9所述的差分信号线，其特征在于所述第一介电常数ε 1与第三介电 常数ε 3相等。
全文摘要
一种差分信号线偏移量的补偿方法，用于补偿一差分信号线中一第一传输线及一第二传输线间的偏移量，所述补偿方法包括以下步骤计算信号在所述第一传输线的传输速度；测量所述第一传输线及第二传输线的长度；计算信号在所述第一传输线的传输时间；以信号在所述第一传输线及第二传输线的传输时间相等为条件，计算得到第一传输线与第二传输线的介电常数的对应关系；以及改变第一传输线或第二传输线的介电常数以符合所述对应关系。
文档编号H05K1/02GK101841969SQ200910300910
公开日2010年9月22日 申请日期2009年3月17日 优先权日2009年3月17日
发明者刘建宏, 林佩君, 白育彰, 许寿国, 谢博全 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司