CN1259775C - 分接微分信号的电路的设计、布局和制造方法 - Google Patents

分接微分信号的电路的设计、布局和制造方法 Download PDF

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Abstract

一种装置，包括第一导电带，该第一导电带在其还作为第一分接电容的第一电极之处具有变窄的宽度。第一分接电容具有第二电极，该第二电极：1)平行于第一导电带；2)与第二导电带相比更接近第一导电带。第二导电带平行于第一导电带并且在其还作第二分接电容的第一电极之处具有变窄的宽度。第二分接电容具有第二电极，该第二电极：1)平行于第二导电带；2)与第一导电带相比更接近第二导电带。

Description

分接微分信号的电路的设计、布局和制造方法
技术领域
本发明领域一般地涉及电子电路；更具体地，本发明涉及微分信号分接(tap)的设计、布局和制造方法。
背景技术
微分信号通常用在高速电路中，这些高速电路包括那些与高速接口相关联的高速电路。微分信号是由一对信号构成的信号，这对信号是：1)正信号(即“+”信号)；2)负信号(即“-”信号)。根据微分信号的操作，负信号被设计为正信号的倒转。图1和图2说明了一个例子。
图1示出了耦合到微分接收器102(即接收微分信号的器件)上的微分发送器101(即发送微分信号的器件)。第一信号线103a被用于传播正信号(因此可以称其为正信号线103a)；第二信号线103b被用于传播负信号(因此可以称其为负信号线103b)。因此，信号对在一对信号线103a、103b上传输。该对信号线103a、103b可以被总称为微分通道。
图2说明了逻辑正信号和逻辑负信号之间的倒转关系的例子。负信号被设计为正信号的倒转，注意图2的负信号203b是图2的正信号203a的逻辑倒转。即，在正信号203a的电压电平是“1”的地方，负信号203b的电压电平是“0”；同样，在正信号203a的电压电平是“0”的地方，负信号203b的电压电平是“1”。
图3示出了平板的一部分的横截面300的图。平板(也称为PC板、PCB等)被用在大量的电子产品中，如计算系统(例如，便携式电脑、个人计算机、服务器、工作站等)、网络系统(例如，路由器、桥接器、交换机、网关等)、手持装置(例如，手机、个人数字助理(PDA)等)以及测试和/或测量器材。平板被用于提供存在于多个独立的电子元件(例如，分离的半导体芯片、分离的电容、分离的电阻器等)之间的信号线。
一般地，独立的电子元件被安装在板的至少一面(例如，板的“顶面”和/或“底面”)上。这些元件的输入端和/或输出端(通常被总称为“I/O”)通常被实现为引线、球形端、管脚等。I/O被电气耦合到已经被形成于平板中的一个或多个导电区上。这样(例如)如果多个半导体芯片被安装到同一平板上，那么半导体芯片就可以在彼此之间经由已经成为板的组成部分的导电区发送信号。
根据图3的平板的横截面300，该板可以看作是具有“信号”层和“电源/地线”层的多层结构。注意信号层也可以被称为信号平面3011到3016；电源/地线层也可以被称为电源/地线平面3021到3023。一般地，用于传播电信号的导电区沿着一个或多个信号平面3011到3016分布。从3021到3023的每一个电源/地线平面一般都被用于提供如接地参考或直流(DC)电源电压(例如5伏、3.3伏、2.5伏)的参考电压。
这样，一般地(虽然不是严格的要求)，沿着信号平面分布的大部分的导电区类似于薄导电带的集合(例如，类似于布线)，而在电源/地线平面内分布的大部分导电区类似于更宽的平面区域。导电带被用于实现信号线。在实践中，导电带通常类似于具有长方形横截面的导线(例如，具有比宽度长很多的长度)。
通常，平板被构造成使得“相邻的”平面(例如信号平面3011和电源/地线平面3021)被(例如，位于图3的区303的)介电材料分隔开。各个板的位于一对电源/地线平面之间的信号层的数量可以不同(如图3所示的一个单独的板的范围内的信号层的数量也可以不同)。每个板的层数在各个板之间也可以不同。而且还可能设计一种平板使得沿着信号平面提供一些电源或接地参考和/或沿着电源/地线平面输送一些信号。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种用于微分信号分接的装置，包括：用于传输微分信号的第一信号的第一导电带，所述第一导电带在其还作为第一分接电容的第一电极之处具有变窄的宽度，所述第一分接电容具有平行于所述第一导电带的第二电极；以及用于传输所述微分信号的第二信号的第二导电带，所述第二导电带平行于所述第一导电带，所述第二导电带在其还作为第二分接电容的第一电极之处具有变窄的宽度，所述第二分接电容具有第二电极，该第二电极：平行于所述第二导电带，并且与所述第一导电带相比更接近所述第二导电带，其中，与所述第二导电带相比，所述第一分接电容的所述第二电极更接近所述第一导电带，其中，所述微分信号由所述第一和第二导电带提供，并且，所述微分信号的分接后形式由所述第一和第二电极提供。
根据本发明的另一个方面，提供一种用于微分信号分接的印刷电路板，包括：第一导电带，所述第一导电带在其还作为第一分接电容的第一电极之处具有变窄的宽度，所述第一分接电容具有第二电极，该第二电极：平行于所述第一导电带，并且与第二导电带相比更接近所述第一导电带；所述第二导电带，该第二导电带平行于所述第一导电带，该第二导电带在其还作为第二分接电容的第一电极之处具有变窄的宽度，所述第二分接电容具有第二电极，该第二电极：平行于所述第二导电带，并且与所述第一导电带相比更接近所述第二导电带；被耦合到所述第一分接电容的所述第二电极上的第一通路，所述第一通路延伸到不同于所述第一分接电容的所述第二电极所处的那个信号平面的另一个信号平面；被耦合到所述第二分接电容的所述第二电极上的第二通路，所述第二通路延伸到所述的不同的信号平面上；平行于所述第一通路延伸并且与所述第二通路相比更接近所述第一通路的第三通路，所述第三通路被耦合到第一参考电压平面上；以及平行于所述第二通路延伸并且与所述第一通路相比更接近所述第二通路的第四通路，所述第四通路被耦合到第二参考电压平面上。
根据本发明的另一个方面，提供一种在平板内形成信号平面区的方法，所述方法包括：形成第一导电带，所述第一导电带在其要作为第一分接电容的第一电极之处具有变窄的宽度；形成所述第一分接电容的第二电极，该第二电极：平行于所述第一导电带，并且与第二导电带相比更接近所述第一导电带；形成所述第二导电带，所述第二导电带平行于所述第一导电带并且在其要作为第二分接电容的第一电极之处具有变窄的宽度；以及形成所述第二分接电容的第二电极，该第二电极：平行于所述第二导电带，并且与所述第一导电带相比更接近所述第二导电带。
根据本发明的另一个方面，提供一种用于微分信号分接的装置，包括：第一阶梯状阻抗变换器导电带，其传输微分信号的第一信号，并还作为第一分接电容的第一电极，所述第一分接电容具有与所述第一导电带平行呈阶梯状的第二电极；以及第二阶梯状阻抗变换器导电带，其传输所述微分信号的第二信号，并还作为第二分接电容的第一电极，所述第二阶梯状阻抗变换器导电带与所述第一阶梯状阻抗变换器导电带平行放置，所述第二分接电容具有第二电极，该第二电极：与所述第二阶梯状阻抗变换器导电带平行呈阶梯状，并且与所述第一阶梯状阻抗导电带相比更接近所述第二阶梯状阻抗变换器导电带，其中，与所述第二阶梯状阻抗导电带相比，所述第一分接电容的所述第二电极更接近所述第一阶梯状阻抗变换器导电带，其中，所述微分信号由所述第一和第二阶梯状阻抗变换器导电带提供，并且，所述微分信号分接后形式由所述第一和第二电极提供。
附图说明
图1示出了用于发送和接收微分信号的设计的例子；
图2示出了微分信号的例子；
图3示出了平板部分的横截面的例子；
图4a示出了使用电容耦合的微分信号分接方案的例子；
图4b示出了使用电容耦合的微分信号分接方案的等效电路的例子；
图5a示出了图4b中观察到的微分信号分接方案的布局的例子；
图5b示出了阶梯状的“阻抗变换器”导电带；
图5c示出了对图5a的微分分接方案进行修改以包含阶梯状的“阻抗变换器”导电带；
图6示出了关于可以怎样实现帮助图4b和图5的正信号导电带的分接的通路的图；
图7示出了用于终结图5a的正和负分接信号线的布局的例子。
具体实施方式
高速微分信号的问题(例如，因为它们涉及一对信号线并且经常与高速信号一起使用)在于其难以“分接(tap)”。分接线是从另一个信号线收集至少一部分信号能量的信号线。例如在测试环境中，分接线可以用来监视在特定信号线上的信号质量。作为另一个例子，在正常操作环境中，分接线可以用来使得信号可以被驱送到一对目的地(而不是一个目的地)。
图4a示出了用于分接微分信号的电容耦合技术的例子。根据图4a的方法，正信号线403a上的至少一部分信号能量将出现在正分接线405a上；负信号线403b上的至少一部分信号能量将出现在负分接线405b上。这样，在分接线405a、405b上出现的波形将对应于由微分发送器401驱送到信号线403a、403b上(并被微分接收器402接收)的微分信号的“分接后的”形式。
图4a的分接技术被称为电容耦合，因为使用了一对电容C+404a和C-404b来实现用于“分接”正、负信号线403a、403b的机制。即，如本领域中技术所公知的，根据下面的式子，电容会阻碍(通过电容的)信号传播：
Xc＝1/(j2πfC)
其中，C是电容器的电容，f是正被传输的信号元件的频率。
这样，C+电容404a被设计得越高，并且/或者沿着正信号线403a传播的信号的频率被设计得越大，C+电容器404a将越多地起到短路的作用(使得在正信号线403a上出现的信号更容易被传输到正分接线405a)。类似地，C-电容404b被设计得越高，并且/或者沿着负信号线403b传播的信号的频率被设计得越大，C-电容器404b将越多地起到短路的作用(使得在负信号线403b上出现的信号更容易被传输到负分接线405b)。
普通技术人员(根据预计与正、负信号线403a、403b上的信号传输(signaling)相关联的频率)可以确定C+、C-电容器404a、405a的合适的电容，使得正、负分接线405a、405b分别为手边的应用提供可接受的正、负分接信号。但是，日益引起关注的问题是正、负信号线403a、403b的阻抗。正、负信号线403a、403b的阻抗表征出它们输送电磁波的能力。一般地，从发送器401到接收器402的信号发送是通过从发送器401到接收器402的电磁波的发送来完成的。
根据标准的电磁波理论，电磁波的输送介质的改变将引起波的反射。因为正、负信号线403a、403b的阻抗有效地表征出了它们输送电磁波的能力，所以正、负信号线403a、403b的阻抗的改变(例如，其中信号线403a、403b的第一区具有第一阻抗，信号线403a、403b的第二区具有第二阻抗)对应于从发送器401发送到接收器402的电磁波的输送介质的改变。
这样，正、负信号线403a、403b的阻抗的改变将引起从发送器401发送到接收器402的信号的反射。一般地，随着信号传输频率增加，信号反射变得更象是能够引起信号线403a、403b上出现的信号形状失真的干扰。如果信号形状失真了，作为结果的一个例子，接收器402可能误解(misinterpret)正被发送器401发送的信息(例如，将“1”误解为“0”；或者，将“0”误解为“1”)。
这样，因为半导体器件的信号传输频率一般随着每个新一代的半导体制造技术(例如，以减少的栅极长度来度量)而增加，所以正、负信号线403a、403b的阻抗成为微分信号传输方案设计的一个日益重要的方面。特别地，为了避免在接收器402处的误解，信号线的阻抗由设计者进行了特别的调整以保持信号反射的不良效应可处理。
如果正、负信号线403a、403b的阻抗在从发送器401到接收器402的长度上保持不变，那么信号反射(以及由此引起的不良效应)就能够减少。这引起了正、负信号线403a、403b的区406的问题，在该区中为了分接(经由C+、C-电容404a、404b)进行电容耦合。
特别地，除非采取了合适的设计预防方法，否则C+和C-电容404a、404b的引入将引起正、负信号线403a、403b的阻抗的改变。图4b和5涉及可以被用来提供微分信号传输方案的适当的分接线的设计方法的实施例；不过，同时要限制(由C+和C-电容引起的)正、负信号线403a、403b的阻抗改变，使得信号反射的不良效应被保持在可处理的范围内。
图4b示出了等效电路，图5a示出了根据这里所讨论的设计方法的实施例的导电迹线(trace)的布局，该导电迹线可形成在平板环境内。这里，图4b示出了每一个都跨过平面区域420、416和421的正、负信号线；图5a示出了相应的每一个都跨过平面区域520、516和521的正、负信号线。同样地，参考图3对平板技术的背景讨论，图4b的平面区域420、416和421每一个都可以被看作位于平板的同一个信号层内；平面区域520、516和521每一个都可以被看作位于平板的同一个信号层内。
这与图4b和图5中已经提供的坐标系是一致的。即，与图4b和图5的正、负信号线相关联的每一个平面区域(即，图4b的平面区域420、416和421以及图5a的平面区域520、516和521)都位于同一个xy平面内。图5a被画成使得看图者沿着负z方向向下看正、负信号线导体带，而图4b则被近似于沿着<-1，-1，-1>单位向量画成以使得能够看到三维效果。
关于图4b和图5的绘图，正、负信号线的“长度”沿着y轴测量。这样，图4b的正信号线413a包括单位长度电感L11、L12、L23、L24、L31和L32；图4b的负信号线413b包括单位长度电感L13、L14、L25、L26、L33和L34。还要注意图4b的正、负信号线413a、413b由单位长度电容C11、C22和C31电容耦合。在第三平面区域416内，观察到C+和C-分接电容414a、414b。在图5a中，正信号导电带被画作由带部分503a1、503a3和503a2形成的连续带。类似地，负信号导电带被画作由带部分503b1、503b3和503b2形成的连续带。还要注意C+分接电容的电极被画作导电带515a；C-分接电容的电极被画作导电带515b。
在图4b的每一个平面区域420、416、421中观察到的等效电路可以看作是分别对应于在图5a的平面区域520、516、521中观察到的导电带布局。即，在图4b的平面区域420内观察到的等效电路可以被看作是在图5a的平面区域520中观察到的导电带布局的等效电路；在图4b的平面区域416内观察到的等效电路可以被看作是在图5a的平面区域516中观察到的导电带布局的等效电路；在图4b的平面区域421内观察到的等效电路可以被看作是在图5a的平面区域521中观察到的导电带布局的等效电路。
这样，注意导电带部分(如在图5a的平面区域520内的导电带部分503a1)具有等效电路，该等效电路对应于一对串联的单位长度电感(如图4b的平面区域420内的电感L11和L12)以及耦合到每一个平行的相邻迹线(如在图5a的平面区域520内相对于迹线部分503a1的迹线部分503b1)上的并联单位长度电容(如电容C11)。单位长度电感和单位长度电容是布局几何结构(geometry)的函数。
即，以图4b和图5的平面区域420、520作为例子，一般地，导电带部分503a1、503b1的宽度W1将帮助产生每一个带部分的特定的单位长度电感；导电带部分503a1、503b1之间的间距S1将帮助产生该对带部分的特定的单位长度电容。一般的，对于例如导电带503a1、503b1的一对导电带：1)带部分503a1、503b1的宽度W1越窄，它们的单位长度电感L11、L12和L13、L14越大；2)带部分503a1、503b1之间的间距S1越窄，它们的单位长度电容C11越大。
注意对于一对具有相等宽度(和厚度)的平行带部分，每一个带部分对应的单位长度对应电感(例如，L11和L13)应该是近似相同的；对于相隔近似相同的距离的带部分(例如，其中在带部分的延伸长度上间距S1近似为恒定的)C11应该是近似恒定的。这里，长度是沿着y轴测量的，宽度是沿着x轴测量的，厚度是沿着z轴测量的。
普通技术人员将理解一对导电带部分(如在图5a的平面区域520中观察到的一对导电带部分503a1、503b1)的阻抗随下式变化
(L/C)1/2              等式1
其中L是单位长度电感而C是单位长度电容(如上所述)。注意一对导电带部分的单位长度电感和单位长度电容与带部分本身的几何结构(例如，如所观察到的带宽度W1和带间距S1之间的关联性)有关，还值得注意的是，一对导电带部分的阻抗因此也与导电带几何结构有关。
在微分通道的正、负信号线的长度上保持阻抗近似为恒定的(以将反射保持在可处理的范围内)是优选的；并且，认识到向微分通道中引入一对C+和C-电容414a、414b，将(在正、负信号线的分接电容C+、C-被加入的区域中)有效地增加实现微分通道的正、负信号线的一对导电带部分的单位长度电容——普通技术人员因此应该理解，如果没有采取适当的预防方法，那么C+、C-分接电容414a、414b的引入因此可能造成沿着正、负信号线的反射问题。
为了简化，图4b(以及在下面更详细讨论的图7)中示出的等效电路忽略了导电带之间存在的互感。如在图5a的区3中表示的，与均匀介质中的均匀耦合导电带相关的电感矩阵(inductance matrix)不是独立的参数，而是可以从描述导电带之间的电容耦合的电容矩阵直接得到，(更具体地，电感矩阵等于电容矩阵的逆乘以一个常数)。因为普通技术人员根据现有的教导能够恰当地构造出可应用的电容矩阵，所以那些普通技术人员也能够恰当地构造出正确的电感矩阵。
图5a的导电带之间的耦合是由于电感和电容；但是，由于电容矩阵和电感矩阵之间的相逆关系，在图5a中观察到的结构的功能性(functionality)用电容可以被最好地解释。但是，注意要仿真在图4b和7中观察到的电路的操作的尝试应该包括互感以说明带之间通过电感的耦合。此外，如在图5a的区3中所示，在均匀介质中的均匀耦合导电带的近端串扰(或倒转串扰)被用来得到分接信号。
接着对电路操作进行讨论，如果导电带结构保持不变，那么向微分通道中引入C+和C-分接电容414a、414b将在它们被引入的区中有效地降低L/C的值(因为，C+和C-分接电容414a、414b有效地增加了“C”的值从而使“L/C”成为更小的数)。因此，从图5a的布局实施例注意到，正和负导电带503a3、503b3在平面区域516内显示出(与平面区域520和521相比)变化的结构。
根据图5a的区516的布局方案，正和负导电带部分503a3、503b3的阻抗被设计为与区520内的导电带503a1、503b1的阻抗近似地匹配。特别地，因为(通过导电带515a、515b的添加而形成的)C+、C-分接电容有效地增加了区516内的导电带部分503a3、503b3的电容，所以区516内的导电带部分503a3、503b3被设计为它们本身(即，不考虑导电带515a、515b的影响)具有比区520内的导电带部分503a1、503b1更大的L/C值。
从图5a中这是很明显的，因为：1)区516内的导电带部分503a3、503b3的宽度W2比区520内的导电带部分503a1、503b1的宽度W1更窄(这导致区516内沿着正和负导电带部分的单位长度电感比区520中的更大)；2)区516内的导电带部分503a3、503b3之间的间距S2比区520内的导电带部分503a1、503b1之间的间距S1更大(这导致区516内沿着正和负导电带部分的单位长度内的并联电容比区520中的更大)。因为更大的L和更小的C对应于更大的L/C，所以当忽略导电带515a和515b的影响时，图3的区516内的导电带部分503a3和503b3因此具有比区520内的与它们对应的导电带部分503a1、503b1更大的L/C。
这里，注意导电带部分503a3作为C+电容414a的第一电极；导电带515a作为C+电容414a的第二电极(因为电场线将通过位于导电带区503a3和导电带515a之间的介电材料，基本上沿着x轴在S3的距离上建立)。这样，如图5a中所看见的，正信号线的导电带在部分503a3变窄，在那里该导电带还作为C+电容器414a的电极。
类似地，导电带部分503b3作为C-电容器414b的第一电极；导电带515b作为C-电容器414b的第二电极(因为电场线将通过位于导电带区503b3和导电带515b之间的介电材料，基本上沿着x轴在S3的上建立)。这样，负信号线的导电带在部分503a3变窄，在那里该导电带还作为C-电容器414b的电极。
结果，区516内的导电带部分503a3、503b3它们本身具有了比区520内的导电带部分503a1、503b1更高的L/C值。这样，当人们考虑区516中的导电带515a、515b的影响时，额外的电容有效地降低了导电带部分503a3、503b3的L/C值，使得两区516、520的L/C值彼此是基本对等的；结果它们的阻抗也更接近了。这样，在区520和516之间的界面处的反射可以被保持在可处理的范围内。
还要注意，根据图5a的实施例，区521内的导电带部分503a2、503b2是根据与区520内的导电带区503a1、503b1相同的尺寸设计的。这样，根据上面所提供的相同的分析，在平面区域516和520之间的界面处引起的反射也被保持在可处理的范围内。在继续讨论前，需要注意通常某种程度的反射在微分通道内是允许的，这是很重要的；虽然没有反射通常被认为是理想的条件，但是一般地，要设计无论怎样都没有任何反射的界面是不可行的或不可实现的。这样，下面的权利要求不应该被解释为被自动限制为不引起任何反射能量的界面。而且，普通技术人员将能够确定它们的具体能量所允许的适量的反射强度(activity)。如果保持了高质量的微分信号(例如，高的微分对称)，则-25db或更小的反射损失被认为是可以得到的。
允许耦合能量的可接受量并对应于合适的微分阻抗的S2、S3和W3的合适值可以通过仿真环境内的最优化被确定(例如，通过使用安捷伦科技TM(Agilent TechnologiesTM)提供的MOMENTUMTM软件)。按照这种思路，注意图5a中区3的长度L取决于分接结构将要处理的信号所期望的频率下限和上限。一般地，L应该被设计为接近或等于λmin/4，这里λmin是输入数据信号的频率下限的波长。
参照图4b的实施例，注意分接信号节点(正分接线415a和负分接线415b)“下降”到另一个更低的信号平面。即，平面区域424(其包括分接信号节点415a、415b)位于另一个xy平面中，该xy平面位于平面区域420、416和421所在的xy平面之下。这样，在平板环境中，分接信号节点415a、415b可以被看作位于与微分信号层的正、负信号线413a、413b所在的信号平面不同的信号平面中。
注意，一对导电带可以被用于沿着平面区域424传播分接信号(如图4b中画出的等效电路所支持的)。通路(Via)可以被用来将分接信号线从区416中的分接点连接到区424中的导电带部分。通路是直立的导电通道(例如，其信号沿着图4b和5中画出的z轴行进的导电通道)。通路最常被用于使信号线能够穿过不同的信号平面。
通路可以被实现为使得每一个被用来携带分接信号的通路都被定位为接近另一个已被“缝(stitch)”到电源/地线平面上的通路。结果，通路被实现为受控的阻抗传送线，该传送线允分接信号通过通路更好的传播。图4b、5和6的每一个都可以被看作对应于这种方法。首先，参照图5和图6，注意在图6中观察到的通路结构已经被画出以对应于具有某种方式的实施例，图5a的第七和第八通路Via_7 536和Via_8 537可以以这种方式被设置。
即图6的Via_7 636可以被看作对应于图5a的Via_7 536；图6的Via_8 637可以被看作对应于图5a的Via_8 537。注意，根据图5和图6中画出的坐标系，图5a是在-z方向“向下”看时的通路536、537的“顶”视图，并且图6是在-y方向看到的通路的“横截面”。这里，Via_7 536、636(被电气耦合到形成C-分接电容的电极的导电带515b上)被用来竖直地传播分接的负信号。
Via_8 537、637被“缝”到电源/地线平面6021到6025。即，如图6中所看见的，Via_8 537、637被电气连接到至少一个它行进通过的电源/地线平面上。注意Via_8应该被缝到具有共同参考电压的电源/地线平面(即，只有地线平面；或者，只有3.3V平面)上，使得参考电压不会不经意地彼此短路。通过紧邻被用来输送信号的通路(如Via_7 536、636)放置被缝到电源或地线平面上的通路(如Via_8 537、637)，信号以更小的衰减传播，因为通路对536和537、636和637有效地形成了受控的阻抗传送线(如图4b的区422中画出的等效电路所提示的)。
一旦通路下降到合适的信号平面，分接信号将沿着该信号平面被进一步传播，位于该合适的信号平面内的导电带可以被设计为类似于图5a的区520和521中观察到的带状线(stripline)对。注意，另一对通路534，535可以被用来使其他的分接信号下降。这里，Via_6 535对应于输送来自正信号线的分接信号的通路，Via_5 534对应于帮助形成受控的阻抗传送线的“缝出的”通路(“stitched”via)。
图7示出了等效电路的实施例，其中，正和负分接信号线715a、715b还包括终端电阻。这里，终端电阻753被用来终结正分接信号线715a，终端电阻754被用来终结负分接信号线715b。如本领域中公知的，终端电阻可以被用来减少在它们相应的信号线上的信号反射能量。因此，终端电阻753帮助减少正分接信号在正分接信号线715a上的反射；而终端电阻754帮助减少负分接信号在负分接信号线715b上的反射。在很多应用中，终端电阻的电阻值应该是分接信号被分接之处的端口的微分阻抗的一半。
因为终端电阻通常被实现为表面安装元件，所以在一个实施例中，平面区域752可以被看作是平板的表面。这样，通路可以被加到布局中，将平板表面耦合到位于分接电容的分接信号线一侧的每一个分接电容电极上。即，例如，在图7的区751中观察到的与等效电路相关联的通路结构可以被设置为从图5a的电极515a(在正z方向上)延伸；在图7的区750中观察到的与等效电路相关联的通路结构可以被设置为从图5a的电极515b(在正z方向上)延伸。
注意上面提到的通路结构每一个都可以被构造成有一对通路，其中第一通路作为信号迹线，第二通路被耦合到参考电压上(如参照图6所描述的)。还要注意图5a说明了这样的方法，其中：1)Via_1 530可以被用作被缝到参考电压上的通路，而Via_2 531可以被用来将电极515a耦合到平板表面上；2)Via_3 532可以被用来将电极515b耦合到平板表面，而Via_4 533可以被用作被缝到参考电压平面上的通路。
平板制造领域内的普通技术人员将能够制造具有上述微分信号分接结构的平板。一般地，使用光刻技术使得平板平面所期望的导电区特征的图像(例如，特定导电带的图像)可以被聚焦到平板平面上；其中这些图像被用来显影出期望的导电区。此外，系统制造领域内的普通技术人员将能够将具有上述那些微分分接结构的平板集成为计算系统、网络系统或者手持装置的一部分。
图5b和5c涉及另一个实施例，其可能是特别有用的宽带数据信号。称为“阶梯状阻抗变换器”并被用于阻抗变换(并且已经在微波应用中被广泛使用)的带版式(strip format)在图5b中给出。“阶梯阻抗变换器”可以被应用到图5a的建议结构，如图5c中所示。在图5c的结构中，为了引入图5b的“阶梯状”带版式，区3被细分为逐渐变宽的耦合线的阶梯状部分。注意，每一个分接电容电极都是类似地阶梯状的，都沿着对着它的相应的阶梯状阻抗变换带的边，与它相应的阶梯状阻抗变换器导电带平行。同样，平面EM工具加上如MOMENTUM的最优化可以被用来最优化结构的尺寸(例如，W4到W7以及S4到S11)来在分接线上获得具有期望的宽度特征的分接信号。
在上面的说明书中，已经参照其特定的示意性实施例描述了本发明。但是，很显然，在不脱离所附权利要求中所阐述的本发明的更宽的精神和范围的情况下，可以对其做出多种修改和变化。因此，说明书和附图被认为是说明性的而不是限制性的。

Claims (35)

1.一种用于微分信号分接的装置，包括：
a)用于传输微分信号的第一信号的第一导电带，所述第一导电带在其还作为第一分接电容的第一电极之处具有变窄的宽度，所述第一分接电容具有平行于所述第一导电带的第二电极；以及
b)用于传输所述微分信号的第二信号的第二导电带，所述第二导电带平行于所述第一导电带，所述第二导电带在其还作为第二分接电容的第一电极之处具有变窄的宽度，所述第二分接电容具有第二电极，该第二电极：
1)平行于所述第二导电带，并且
2)与所述第一导电带相比更接近所述第二导电带，
其中，与所述第二导电带相比，所述第一分接电容的所述第二电极更接近所述第一导电带，
其中，所述微分信号由所述第一和第二导电带提供，并且，所述微分信号的分接后形式由所述第一和第二电极提供。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述导电带对是平板的一部分。
3.如权利要求2所述的装置，其中，所述平板是计算系统的一部分。
4.如权利要求2所述的装置，其中，所述平板是网络系统的一部分。
5.如权利要求2所述的装置，其中，所述平板是手持装置的一部分。
6.如权利要求2所述的装置，其中，所述平板是测试和/或测量系统的一部分。
7.如权利要求2所述的装置，其中，所述第一分接电容的所述第二电极被耦合到通路上，所述通路延伸到不同于所述第一分接电容的所述第二电极形成于其中的那个信号平面的另一个信号平面。
8.如权利要求7所述的装置，还包括第二通路，其平行于所述第一通路延伸，所述第二通路被耦合到地线平面上。
9.如权利要求7所述的装置，还包括第二通路，其平行于所述第一通路延伸，所述第二通路被耦合到电源电压平面上。
10.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一和第二导电带的具有所述变窄的宽度的那些区至少是部分相互平行的。
11.如权利要求10所述的装置，其中，所述导电带对在所述第一和第二导电带宽度已经变窄的地方彼此之间具有增加的间距。
12.如权利要求1所述的装置，其中，所述导电带具有-25分贝或更少的反射损失。
13.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一导电带的所述变窄的宽度被设计为与所述第二导电带的所述变窄的宽度相同。
14.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一和第二导电带是微分通道的一部分。
15.一种用于微分信号分接的印刷电路板，包括：
a)第一导电带，所述第一导电带在其还作为第一分接电容的第一电极之处具有变窄的宽度，所述第一分接电容具有第二电极，该第二电极：
1)平行于所述第一导电带，并且
2)与第二导电带相比更接近所述第一导电带；
b)所述第二导电带，该第二导电带平行于所述第一导电带，该第二导电带在其还作为第二分接电容的第一电极之处具有变窄的宽度，所述第二分接电容具有第二电极，该第二电极：
1)平行于所述第二导电带，并且
2)与所述第一导电带相比更接近所述第二导电带；
c)被耦合到所述第一分接电容的所述第二电极上的第一通路，所述第一通路延伸到不同于所述第一分接电容的所述第二电极所处的那个信号平面的另一个信号平面；
d)被耦合到所述第二分接电容的所述第二电极上的第二通路，所述第二通路延伸到所述的不同的信号平面上；
e)平行于所述第一通路延伸并且与所述第二通路相比更接近所述第一通路的第三通路，所述第三通路被耦合到第一参考电压平面上；以及
f)平行于所述第二通路延伸并且与所述第一通路相比更接近所述第二通路的第四通路，所述第四通路被耦合到第二参考电压平面上。
16.如权利要求15所述的印刷电路板，其中，所述平板是计算系统的一部分。
17.如权利要求15所述的印刷电路板，其中，所述平板是网络系统的一部分。
18.如权利要求15所述的印刷电路板，其中，所述平板是手持装置的一部分。
19.如权利要求15所述的印刷电路板，其中，所述平板是测试和/或测量系统的一部分。
20.如权利要求15所述的印刷电路板，其中，至少一个所述参考电压平面是地线平面。
21.如权利要求15所述的印刷电路板，其中，至少一个所述参考电压平面是电源平面。
22.如权利要求15所述的印刷电路板，其中，所述不同的信号平面还包括第三和第四导电带，所述第三导电带被耦合到所述第一通路，所述第四导电带被耦合到所述第二通路，所述第三导电带用于传播来自所述第一导电带的信号分接，所述第四导电带用于传播来自所述第二导电带的信号分接。
23.如权利要求15所述的印刷电路板，还包括：
g)第一终端电阻，其被耦合到所述第一分接电容的所述第二电极上；以及
h)第二终端电阻，其被耦合到所述第二分接电容的所述第二电极上。
24.一种在平板内形成信号平面区的方法，所述方法包括：
形成第一导电带，所述第一导电带在其要作为第一分接电容的第一电极之处具有变窄的宽度；
形成所述第一分接电容的第二电极，该第二电极：
1)平行于所述第一导电带，并且
2)与第二导电带相比更接近所述第一导电带；
形成所述第二导电带，所述第二导电带平行于所述第一导电带并且在其要作为第二分接电容的第一电极之处具有变窄的宽度；以及
形成所述第二分接电容的第二电极，该第二电极：
1)平行于所述第二导电带，并且
2)与所述第一导电带相比更接近所述第二导电带。
25.如权利要求24所述的方法，还包括将所述平板集成到计算系统中。
26.如权利要求24所述的方法，还包括将所述平板集成到网络系统中。
27.如权利要求24所述的方法，还包括将所述平板集成到手持装置中。
28.一种用于微分信号分接的装置，包括：
a)第一阶梯状阻抗变换器导电带，其传输微分信号的第一信号，并还作为第一分接电容的第一电极，所述第一分接电容具有与所述第一导电带平行呈阶梯状的第二电极；以及
b)第二阶梯状阻抗变换器导电带，其传输所述微分信号的第二信号，并还作为第二分接电容的第一电极，所述第二阶梯状阻抗变换器导电带与所述第一阶梯状阻抗变换器导电带平行放置，所述第二分接电容具有第二电极，该第二电极：
1)与所述第二阶梯状阻抗变换器导电带平行呈阶梯状，并且
2)与所述第一阶梯状阻抗导电带相比更接近所述第二阶梯状阻抗变换器导电带，
其中，与所述第二阶梯状阻抗导电带相比，所述第一分接电容的所述第二电极更接近所述第一阶梯状阻抗变换器导电带，
其中，所述微分信号由所述第一和第二阶梯状阻抗变换器导电带提供，并且，所述微分信号分接后形式由所述第一和第二电极提供。
29.如权利要求28所述的装置，其中，所述阶梯状阻抗导电带对是平板的一部分。
30.如权利要求29所述的装置，其中，所述平板是计算系统的一部分。
31.如权利要求29所述的装置，其中，所述平板是网络系统的一部分。
32.如权利要求29所述的装置，其中，所述平板是手持装置的一部分。
33.如权利要求29所述的装置，其中，所述平板是测试和/或测量系统的一部分。
34.如权利要求29所述的装置，其中，所述第一分接电容的所述第二电极被耦合到通路上，所述通路延伸到与所述第一分接电容的所述第二电极形成于其中的信号平面不同的信号平面上。
35.如权利要求28所述的装置，其中，所述第一和第二阶梯状阻抗变换器导电带是微分通道的一部分。
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