介电损耗补偿方法和设备技术

多层电路板包括配置在一个或多个导体层中的补偿器网络（３０２）。在一个或多个层中配置信号迹线（３１４、３１６），用以将电信号从输入传输到输出，并且补偿器网络（３０２）位于该迹线上的至少一个位置上，用以提供频率相关信号传播损耗或者失真（诸如由于介电损耗所导致的）的补偿。在一个示例中，补偿器包括高频路径，该高频路径由包括交错的指（３１６、３１８、３２０、３２２、３２４）的导体层所形成的串联电容（３０２）提供。包括该补偿器的发射器提供预失真的信号，这些信号可以与预期的传播损耗和失真相匹配或相关。评估介电损耗的方法包括通过该补偿器并且沿相对于被测试电介质所限定的迹线传播电信号，并且确定相关的补偿。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于高频电信号通信的方法和设备。相关申请的交叉引用本申请要求在2002年1月28日提交的美国临时申请No.60/352,618的权益。
技术介绍
高数据速率系统被开发用于远距离通信、视频数据和其他数据的分配，以及用于计算机网络应用。由于在高数据速率下发射、检测和处理信号的困难，高比特率数据信号的发射和接收是复杂的。例如，在SONET OC-192数据速率下(约10Gb/s)，通常必须将电系统配置为波导，并且必须充分地考虑漏电感和电容。此外，该信号的还原是困难的，并且具有足够增益带宽的放大器是昂贵的。在低频下，在诸如半导体衬底、电路板衬底的电路构造中所使用的材料和其他材料的电学属性适用于在安装在电路板上的元件之间的电信号通信，而不会产生明显的失真和信号的损耗。不幸地，在较高数据速率下，用于电路构造的导体和电介质的电学属性不是理想的，并且引入了可以与比特差错率的不能接受的增加相关联的数据信号缺陷。因此，需要提供改善的信号完整性的方法和设备，特别用于在1Gb/s或更高比特率下的数据信号。专利技术概述提供了在数字信号传播过程中补偿介电损耗的方法，该数字信号具有大于或等于3.125吉比特每秒的比特率并且沿多层印刷电路板中的信号传输路径传播。提供了具有输入和输出的信号传输路径的第一和第二部分，其中将信号传输路径安置在印刷电路板的至少一层中。安置电容器使其与传输路径的第一和第二部分串联连接并且位于印刷电路板的至少一层中，用以将传输路径的第一部分耦合到传输路径的第二部分。根据典型的实施例，本方法包括提供将第一部分电气连接至第二部分的电阻性分路，用以提供用于数字信号低频分量的电容器旁路路径的动作。根据另外的实施例，本方法包括提供至少两个通孔的动作，安置该通孔用以将电阻性分路电气耦合到第一和第二部分。根据进一步的说明性实施例，该印刷电路板包括底板，并且该电阻性分路由印刷电路板的底板支撑。在其他的示例中，该印刷电路板包括至少一个电气元件支撑表面，并且将电阻性分路安装到该电气元件支撑表面。在典型的实施例中，本方法包括将具有第一和第二板的电容器安置在印刷电路板的公共层中。在某些示例中，该电容器包括位于公共层中的并排式电容器板或者位于公共层中的交错式电容器板。在其他示例中，第一和第二板包括多个叉指式的导体部分。在其他典型的实施例中，该电容器包括位于印刷电路板空间隔离的层中的第一和第二至少部分重叠电容器板，或者包括各自第一和第二传输路径部分的第一和第二重叠部分。提供了补偿沿信号传输路径传播的信号中的介电损耗的方法，该信号传输路径具有输入和输出，并且位于多层印刷电路板的至少一层中。该方法包括提供至少一个电感器，和将该至少一个电感器从传输路径电气连接至电气接地电位。根据典型的实施例，该至少一个电感器至少部分地形成于印刷电路板的至少一层中。在另外的示例中，提供了串联电阻器。修改沿信号迹线从该迹线的输入传播到输出的数字信号用以补偿介电信号损耗的方法包括评估跨越从输入到输出的信号迹线的数字信号中预期承受的介电损耗。根据所评估的介电损耗，在沿该迹线的至少一个位置上使信号无源地失真，以产生迹线输出处的数字信号，该数字信号是迹线输入处数字信号的幅度减小的基本上的复本。根据典型的实施例，估算或者测量沿信号迹线的预期介电损耗。根据另外的典型实施例，通过向沿信号迹线传播的数字信号施加不同幅度的无源失真并且将信号迹线输出处的数字信号同信号迹线输入处的数字信号进行比较，获得了所评估的介电损耗。确定无源失真的幅度，其导致信号迹线输出处的数字信号是迹线输入处的数字信号的基本上的复本。在典型的实施例中，通过在至少一个位置处将迹线的第一部分电容性地耦合到迹线的第二部分，使信号无源地失真。根据说明性实施例，以与信号迹线的第一和第二部分串联的方式插入电容量为从约0.5pF到约1.5pF的至少一个电容器。在其他示例中，通过将至少一个电感器从迹线连接到电气接地面来使信号无源地失真。在另外的示例中，提供了串联或分路电阻器。修改沿信号迹线从该迹线的输入传播到输出的信号用以补偿信号从输入传播到输出时信号中的介电损耗的方法包括评估跨越从输入到输出的信号迹线的信号中预期承受的介电损耗。根据所评估的介电损耗，在沿该迹线的至少一个位置上使信号无源地失真，以产生迹线输出处的数字信号，该数字信号是迹线输入处数字信号的幅度减小的基本上的复本。在典型的示例中，该至少一个电感器具有从约1nH到约2nH的电感值。根据说明性示例，该至少一个位置相比于信号迹线的输出更为接近信号迹线的输入，或者其与信号迹线的输入相邻。限定了至少一个具有输入和输出的信号传输路径的多层电子电路包括用于向输入递送高频数字信号的信号源装置，和用于接收来自输出的数字信号的信号接收器装置。安置用于向数字信号中引入失真的装置，用以在信号从输入传播到输出时使信号失真，从而补偿介电损耗。根据典型的实施例，在多层印刷电路板的至少一层中包括该用于引入失真的装置。根据典型的示例，用于引入失真的装置是电容性装置或者电感性装置。用于补偿数字信号中介电损耗的设备包括多层电子电路，该电路包括至少一个数字信号传输路径，该数字信号传输路径具有作为接收数字信号处的输入和从其递送沿数字信号路径传播的数字信号的输出。介电损耗补偿器耦合到数字信号传输路径并且被至少部分地并入电子电路的层中，其中将该介电损耗补偿器配置为改变沿传输路径传播的数字信号，用以提供输出处的数字信号，该输出处的数字信号是输入处数字信号的基本上的复本。在说明性实施例中，传输路径包括位于电子电路的至少一层中的第一和第二传输路径部分，并且介电损耗补偿器包括至少一个与第一和第二传输路径部分串联的电容器，以便于将传输路径的第一部分电容性地耦合到传输路径的第二部分。根据其他的示例，电阻性分路将第一传输路径部分电气连接到第二传输路径部分，使得沿传输路径传播的数字信号的低频分量旁路该至少一个电容器。在典型的实施例中，该电子电路包括至少两个将电阻性分路电气连接到第一和第二传输路径部分的通孔。根据典型的示例，电容器包括在电子电路公共层中的第一和第二电容器板，位于公共层中的并排式电容器板，或者位于公共层中的交错式电容器板。在其他典型的实施例中，该电容器包括位于电子电路空间隔离层上的第一和第二至少部分重叠电容器板，或者包括第一和第二传输路径部分各自的第一和第二重叠部分。根据进一步的说明性实施例，介电损耗补偿器包括至少一个将传输路径电气连接至电气接地面的电感器。该至少一个电感器至少部分地形成于电子电路的至少一层中。在某些示例中，数字信号处于大于3.125、5、或10Gb/s的比特率。在其他示例中，介电损耗补偿器包括与该至少一个电感器串联的电阻器。本专利技术涉及具有新颖和非显而易见特征或特征组合的设备和方法。通过参考附图，下文描述了典型的专利技术的特征和特征的组合。附图简述附图说明图1A-1B是包括发射器，接收器和底板互连部分的底板互连系统的示意性框图。图1C-1D分别是在环氧衬底上20英寸长的导电迹线和40英寸长的导电迹线的频率响应图。图1E-1F分别说明了与限定在环氧衬底上的20英寸长和40英寸长导电迹线上的信号传播相关的接收到的眼孔图。图1G是与环氧衬底上的40英寸长迹线相关的未补偿的和已补偿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种补偿电信号中的介电损耗的方法，该电信号沿多层印刷电路板中的信号传输路径传播，该信号传输路径具有输入和输出并且安置在印刷电路板的至少一层中，该方法包括：提供信号传输路径的第一和第二部分；和安置电容器使其与传输路径的第一和第 二部分串联并且位于印刷电路板的至少一层中，用以将传输路径的第一部分耦合到传输路径的第二部分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：诺尔曼S麦克莫罗，小罗伯特C欣茨，
申请(专利权)人：史迪威巴克公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]