[发明专利]一种信号分路器及信号传输设备

说明书

技术领域

本发明涉及分路器技术，尤其涉及一种信号分路器及信号传输设备。 

背景技术

分路器是一种很常见的器件，在现有技术中，利用分立电阻来实现信号分路是电路设计的常用方法，其原理可参见图1所示。在图1中，示出了一种由三个分立电阻组成的无源信号分路器网络。其中，三个分立电阻R1、R2、R3的阻值均为50欧姆的三分之一，即16.7欧姆，这样使得当信号分路器的三个端口(端口1，端口2，端口3)中，任意两个端口端连接有50欧姆的标准负载时，从第三个端口看上去的其阻抗都是50欧姆，这样就实现了阻抗匹配，使信号传输处于最佳状态。在图1中，电阻R1、R2、R3为构成信号分路器的三个电阻，电阻R4、R5、R6是分路器端接的匹配电阻，假设信号从端口1馈入，端口2和端口3接匹配负载电阻R4和R5，此时端口1不接电阻R6；则从端口1看进去的该分路器的输入阻抗为：16.7+(16.7+50)//(16.7+50)＝50欧姆。由于从端口1到端口2和到端口3两路电路是完全对称的，这样就可以将从端口1输出的信号完全等分为两部分后从端口2和端口3输出。由于三个端口完全对称，因此，这种信号分配器是个互易网络，任意一路信号输入都可以等分为两路信号输出。上述示出的是一种等分的分路器，如果使电阻R1、R2、R3中的阻值不完全相同，则可以形成非等分的信号分路器。 

由于信号分路器原理简单，实现方便，在故很多电路中都有应用，常见的实现方式如图2、图3所示。在这两个图中，均是将三个分立电阻R1、R2、R3用传输线连接起来，并形成三个端口。图2和图3的区别主要在于R1到R2和R3的距离不同，即传输线的长度不同。 

考虑到传输线的影响，图1可以变形为图4所示的结构。 

在一些应用中，在传送高频信号时，也需要应用到信号分路器。但是，由于高速信号是宽带数字信号，其信号频谱很宽，利用上述的图2或图3的结构应用在高速信号传输时，由于传输线效应的影响，如果电阻之间的传输线太长，则会引起很大的反射和损耗，导致输出信号的信号质量变差。其中，传输线效应主要指诸如信号波长与传输线的长度可比拟时所发生的反射散射等现象。为说明该传输线效应，可参见图5中的信号仿真的眼图。 

针对例如图2中的布局方式，当R1到R2和R3之间的传输线长度不同时，可得到不同的仿真结果，图5示出了在总传输线相同时，而R1到R2和R3之间4种不同的线长(20mil、100mil、200mil、500mil)的收端眼图。从中不难看出，传输线越长信号质量越差，故现有的信号分路器的性能与PCB设计中的传输线的长度有密切的关系。 

另外，在现有的分路器中，各分立器件的寄生参数对分路器性能有非常明显的影响。分立器件的寄生参数是其封装引入的，是器件本身的属性，只能减小不能消除。在高速电路设计中需要考虑到器件寄生参数对整个电路性能的影响。利用分立器件设计的高速信号分路器同样会受到电阻寄生参数的影响。利用现有的高频结构仿真软件(如，HFSS)对分立电阻进行建模，用这个模型来仿真信号分路器，可以得到如图6所示所示的结果，其中左侧的眼图为没有寄生参数的仿真结果，右边的眼图则是考虑了分立电阻寄生参数的眼图。不难看出，电阻的寄生参数对高速信号的信号质量影响比较明显。 

而且，在现有的信号系统分路器中，需要对构成分路器的各分立器件进行焊接，组装等多道工序，这样会降低电路的不可靠性，且装配成本较高同时降低了电路的可靠性。 

发明内容

有鉴于此，本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种信号分路器及高速信号传输设备，可消除传输线、分立器件的寄生参数对信号分路器性能的影响，并且电路可靠性高。 

一种信号分路器，设置在PCB板中，该信号分路器包括设置在PCB板内部的分路传输线，所述分路传输线包括三个埋设在PCB板内部的埋阻，所述三个埋阻均有一端在节点处直接电气连接，所述三个埋阻的另一端形成所述信号分路器的端部，包括一个输入端及两个输出端。 

一种信号传输设备，包括PCB板，设置在所述PCB板上的信号分路器，其中，所述信号分路器包括设置在PCB板内部的分路传输线，所述分路传输线包括三个埋设在PCB板内部的埋阻，所述三个埋阻均有一端在节点处直接电气连接，所述三个埋阻的另一端形成所述信号分路器的端部，包括一个输入端及两个输出端。 

本发明实施例的信号分路器及信号传输设备，由于采用埋设在PCB板内部的传输线来代替分立器件来实现信号分路的功能，减少甚至消除分立器件的寄生参数的影响，能明显改善电气特性，并提高电路的可靠性和降低电路成本。