[發明專利]高速電路及低頻減少被動等化器

有效

• 申請號: 201811105428.7
• 申請日: 2018-09-21
• 公開（公告）號: CN110730556B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 李政憲
• 申請（專利權）人: 廣達電腦股份有限公司
• 主分類號: H05K1/02
• 分類號: H05K1/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳小雯

本發明公開一種高速電路及低頻減少被動等化器，其中該高速電路中的差分傳輸線結構以減少低頻衰減的大小。前述傳輸線結構形成于一印刷電路板上。一對差分傳輸線連接一信號接收器和一信號發信器。被動等化器具有一第一分流器和一第二分流器，其中第一分流器耦合至一對差分傳輸線之一者，且第二分流器耦合至一對差分傳輸線之另一者。被動等化器具有一電感和一電阻，串聯耦合至前述分流器。對于低頻信號，被動等化器作為一對差分傳輸線的分流電阻。

技術領域

本發明涉及允許較長傳輸線而未減少信號品質。更具體地來說，本發明有關于一種低頻減少被動等化器，以在長差分信號傳輸線上減少低頻衰減和高頻衰減之間的偏差。

背景技術

高速差分信號傳輸線(high speed differential signal traces)已在各種產品中被廣泛地使用，例如服務器或存儲產品。許多服務器或存儲產品包括一機架，支持并連接不同的印刷電路板，其中前述印刷電路板具有各種安裝于其上的電子裝置。舉例而言，一印刷電路板可具有一或多個安裝于其上的集成電路芯片，可以為單獨的、或與類似裝置或其他裝置結合。印刷電路板包括各種信號傳輸線，以提供信號至板上的裝置。信號傳輸線通常配置為特定信號的差分信號傳輸線對(differential trace pairs)。

當印刷電路板變得更加復雜、包含更多元件時，在元件之間連接的布線需要更長的信號路徑長度。圖1為具有現有信號傳輸線12的電路板10，作為連接發信器14至接收器16的信號通道。當傳輸線12因為發信器14和接收器16的間隔變得更長時，其損耗將更多，這將使數據的信號調變(signal modulation)降低。當信號通過損耗通道傳送時，信號的高頻部分和低頻部分會具有不同的衰減。通道愈長，在信號的高頻部分和低頻部分之間的衰減中的偏差會愈大。當接收器16從輸入信號取樣且恢復一點信息時，衰減中的此偏差可能造成失真(distortion)，其中前述輸入信號由發信器14產生且通過信號傳輸線12接收。

這種影響可由從信號傳輸線12接收的信號的波形看到。圖2A為信號振幅隨時間變化的曲線圖，其中線條20表示來自發信器14通過圖1中的信號傳輸線12傳送的一信號。圖2B同樣為信號振幅隨時間變化的曲線圖，其中線條22、24表示圖1中接收器16于不同長度的信號傳輸線12所接收到的信號。具體而言，線條22表示當信號傳輸線12具有六千密耳(mil)的長度時，接受器16中的信號。相對地，線條24表示當信號傳輸線12具有一萬二密耳的長度時，接受器16中的信號。圖2C為不同長度的信號傳輸線隨頻率變化的衰減的曲線圖。具體而言，線條32表示較短通道長度(六千密耳)的衰減，且線條34表示較長通道長度(一萬二密耳)的衰減。可由圖2C中看到，對兩個長度來說，衰減都會隨著頻率而增加。然而，隨著傳輸線的長度增加，衰減量也會增加。此點可由線條34相對于線條32有較大衰減顯示。因此，這表明了隨著信號傳輸線的長度增加，信號傳輸線中的失真將會增加。

對于這種較長路徑的應用，為了讓足夠的信號傳輸，主動(有源)元件如加強器(re-driver)被引入并使用于近期的設計中。舉例而言，在一典型的服務器中，使用了二十英寸(20”)的數據路徑。目前快捷外設互聯標準(Peripheral Component InterconnectExpress,PCIe)4的標準需要一加強器以確保服務器中數據路徑長度的信號完整性。加強器為一信號放大器，其在通道的一點接收信號，并放大信號以減少衰減。因此加強器目前是必須的，以配置PCIe 4形式的元件于服務器中。然而，加強器元件增加了系統電力需求以及設計的復雜度。因此，有著通過減少加強器的數量來簡化設計復雜度和減少系統電力的期待。然而，因為較長的傳輸線無法被使用，這限制了設計的彈性。因此，連接的元件必須相互靠近放置。

因此，需要被動元件來減少高頻率和低頻率衰減之間的偏差，以允許較長的信號路徑應用。再者，更需要允許差分信號傳輸線對中的回程路徑(return path)的長度上保持相同系統電力的元件。此外，更需要在運作時無需額外能量的被動元件。

發明內容