[发明专利]一种差分对等长补偿阻抗匹配方法

说明书

本发明公开了一种差分对等长补偿阻抗匹配方法，其包括:找出差分对的阻抗变化率在预设范围内满足信号完整性要求的多种不同差分对的线宽和线距，使用任意两个或者多个的差分对的线宽和线间距进行布线，实现等长补偿，使得在差分对无论做多少次等长补偿，在补偿线段处阻抗均不会突变，发生信号反射。本发明能够精准的、可靠的实现差分对等长补偿阻抗匹配，保证传输线的信号完整。

技术领域

本发明涉及电路板设计技术领域，尤其涉及一种差分对等长补偿阻抗匹配方法。

背景技术

差分对使用两根耦合的信号线进行传输，对于高速差分对信号，一般要求两根线等长误差5mil内，差分对两根线的线边缘距离小于等于两倍线宽保证差分对耦合，控制一定的阻抗值并保持阻抗不变。在PCB实际设计中，由于布局等条件的限制，差分对长度差通常大于5mil，甚至在40mil以上。为了使差分对两根信号线等长满足误差，需要对短的一根进行长度补偿。

目前，差分对的等长补偿一般是向外补偿法：在长度不匹配的线段处采取把其中一根线向外凸起布线的方法进行长度补偿。向外补偿法造成差分对的阻抗变大，耦合度变小(间距大，耦合度差，相比正常的耦合度变小)，增加了布线面积。向外补偿法如图1所示。另外一种补偿方法是向内补偿法：把其中一根线向内凹进布线补偿长度。向内补偿法造成差分对的阻抗变小，耦合度变大(间距小，耦合度好，相比正常的耦合度变大)，布线面积不变。向内补偿法示意图2所示。

线宽不变时，向内补偿或者向外补偿到使得信号线间距变化，将导致阻抗突变，而向内补偿法比向外补偿法的阻抗变化更大。差分对两根信号线之间的长度误差较大时，以上两种差分对补偿方法都需要使用多个补偿线段才能实现差分对等长误差满足要求，将导致差分信号在差分对在补偿线段处阻抗多次突变，发生信号反射，造成传输线的信号不完整。信号速率越来越高，对信号完整性的要求将变得更高，需要找到一种新的差分对长度匹配方法来满足信号完整性。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种精确、可靠性高的差分对等长补偿阻抗匹配方法。

本发明所采用的技术方案是：一种差分对等长补偿阻抗匹配方法，其包括:找出差分对的阻抗变化率在预设范围内满足信号完整性要求的多种不同差分对的线宽和线距，使用任意两个或者多个的差分对的线宽和线间距进行布线，实现等长补偿。

进一步，采用两个差分对的线宽和线间距进行布线，并使用渐变方式进行两种差分对的布线过渡。

进一步，把等长补偿处理的差分对的两根信号线分为的补偿线和非补偿线，把长度增加的信号线定义为补偿线，长度不变的信号线为非补偿线，把补偿线和非补偿线分别定义为三段：正常布线线段、渐变线段和补偿线段，所述补偿线段的中心偏移距离s₁的计算公式为：

s₁＝|(w₁+se₁)-(w₂+se₂)|

其中w₁为正常布线线段的线宽，se₁为正常布线线段的线距，w₂为补偿线段的线宽，se₂为补偿线段的线距；所述等长补偿处理的差分对的单次补偿长度len的计算公式为；

其中len₁非补偿线的渐变线段的水平长度，len₂为补偿线的渐变线段的水平长度。差分对可做n次等长补偿，n的计算公式为：

其中len_total为差分对未做等长补偿处理时的两根信号线的长度差，len_tol为允许长度差的误差。