CN203467065U - 一种印刷电路板 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种印刷电路板，所述印刷电路板上设置有滤波电路和IC器件，滤波电路与IC器件的电源管脚之间的导电连接线为螺旋线。所述螺旋线磁力线集中，等效于一定大小的电感，相当于在滤波电路后再增加一级滤波。本实用新型实施简单，零成本，能够提高电源滤波电路对电源噪声的抑制能力。

Description

一种印刷电路板

技术领域

本实用新型涉及印刷电路板技术领域，尤其涉及一种印刷电路板。

背景技术

当前PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）上的IC（integrated circuit，集成电路）器件多使用开关电源供电，然而开关电源噪声大，对于一些IC器件上对噪声极其敏感的电路，比如PLL（Phase Locked Loop，锁相环）电路，要保证电源噪声和干扰被有效抑制，通常需要增加LC滤波电路，如图1所示，电源VCC经过LC滤波电路滤波后，输出VCC_PLL给PLL供电。目前，在PCB上，LC滤波电路与IC器件的PLL管脚之间的导电连接线，通常是通过铺设铜皮，或者如图2所示的走粗铜线的方式。

但是，现有这种在PCB上，LC滤波电路与器件电源管脚之间导电连接线，采用铺设铜皮或粗铜线的布线方式，对电源噪声的滤波效果较差。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种印刷电路板，通过在印刷电路板上对LC滤波电路和器件电源管脚之间的布线方式进行改进，提高印刷电路板对电源噪声的抑制能力。

本实用新型提供一种印刷电路板，所述印刷电路板上设置有滤波电路和集成电路IC器件，滤波电路与IC器件的电源管脚之间的导电连接线为螺旋线。

优选的，所述滤波电路与IC器件的锁相环PLL电源管脚之间的导电连接线为螺旋线。

优选的，所述螺旋线采用方形螺旋线。

优选的，所述螺旋线位于印刷电路板的内层布线层。

优选的，所述滤波电路为LC滤波电路。

本实用新型提供的印刷电路板，通过将滤波电路和IC器件的电源管脚之间导电连接线设置成螺旋线，使得电源通过滤波电路滤波后，通过螺旋线输出至IC器件时，可具有较低的电源噪声，提高印刷电路板对电源噪声的抑制能力。

附图说明

图1是LC滤波电路示意图；

图2是现有PCB中通过走布设粗铜线将滤波电路与IC器件的电源管脚进行连接的示意图；

图3是本实用新型提供的PCB中通过布设螺旋线将滤波电路与IC器件的电源管脚进行连接的PCB布线示意图；

图4是螺旋电感计算公式参数示意图；

图5是现有PCB中滤波电路的幅-频响应示意图；

图6是本实用新型提供的PCB中滤波电路的幅-频响应。

具体实施方式

本实用新型提供一种PCB板，PCB板上设置有滤波电路和IC器件，其中，滤波电路与IC器件之间的电源管脚之间的导电连接线为螺旋线，即在PCB上，电源经过滤波电路滤波后，通过PCB上布设的螺旋线，将滤波后的电源输出至IC器件，这里通过布设螺旋线，可相当于通过连接导线形成二次滤波，从而可提高PCB对电源噪声的抑制能力。

如图3所示，示意出了PCB板上的布线，具体地，PCB板10上的印刷电路层上布设有安装滤波电路的第一焊盘区域11，以及安装IC器件的第二焊盘区域12，该第一焊盘区域11靠近第二焊盘区域12设置，在第一焊盘区域11中第一焊盘111，与第二焊盘区域12中的第二焊盘112之间的连接导线布设成螺旋线13，其中，所述的第一焊盘11对应于LC滤波电路中输出端，第二焊盘112对应于IC器件上的电源管脚，使得安装到PCB板上的滤波电路和IC器件的电源管脚之间的连接导线为螺旋线13。本领域技术人员可以理解，所述的PCB板上的布线为铜线，所述的螺旋线13为铜箔导线。其中，PCB上的布线的具体实现过程与现有实现相同或类似，只是连接滤波电路和IC器件的布线铜线为螺旋线。

本实用新型，通过将PCB板上滤波电路与器件电源管脚之间的布线方式设计成螺旋线，从而克服现有技术中滤波电路与器件电源管脚之间的布线方式对电源噪声抑制能力不足的缺陷。其中，布设的螺旋线，可起到对经过滤波电路的电源噪声抑制的作用，其具体实现原理将在后面做说明。

在一种优选的实施方案中，PCB上的滤波电路具体为LC滤波电路，且在IC器件的PLL电源管脚与LC滤波电路之间的导电连接线设置成螺旋线；同时，该螺旋线可位于PCB板的内层布线层，例如中间布线层等，实际应用中，可根据PCB的设计，将螺旋线布设在合适的布线层中。具体地，可将PCB板上LC滤波电路与IC器件的PLL电源管脚之间的连接线设计成螺旋线，具体走线方式为，表层走线经过孔14换到PCB板内层走螺旋线，再由过孔122换到外层，连接到PLL电源管脚121上。

下面对本实用新型中设置螺旋线后，PCB板可对电源噪声的抑制原理进行说明。

本实用新型提供的PCB中，所布设的螺旋线磁力集中，等效于一定大小的电感，相当于在LC滤波电路后又增加了一级滤波，其是利用平面螺旋电感理论。理论上螺旋线圈所产生的电感量越强，所产生的滤波效果越好。螺旋线圈电感量的计算可使用螺旋电感理论计算公式，具体可参照Wheeler方程式：

${\mathrm{\μ}}_0{N}^2\frac{K_1{d}_{\mathrm{avg}}}{1+K_2\mathrm{\ρ}}$

以上公式中：L为螺旋线产生电感的大小，N是圈数，μ₀为真空磁导率，μ0＝4π×10^-7亨利/米，K1、K2是与形状相关的系数，d_avg＝(d_in+d_out)/2，ρ＝(d_out-d_in)/(d_in+d_out)，其中d_in为螺旋线圈内直径，d_out为螺旋线圈外直径，具体参见图4。此处螺旋线的形状参数还可以选择方形，六角形，八角形等，在本实施例中，螺旋线采用方形布局，K1=2.34，K2=2.75。螺旋线圈的具体电感量通过电磁场仿真软件获取准确数值，此为现有技术，在此不再赘述。

以下结合具体仿真过程来详细阐述现有技术与本实用新型技术方案实施的技术效果比较，该仿真过程以图2，图3为例：

现有技术中，参见图2，滤波后的电源21通过走粗铜线连接IC器件的PLL电源管脚22，在该方案中，由于直连的铜线产生的电感极小，可忽略，不产生滤波作用，电源仅由LC滤波电路进行一级滤波，因此该方案中对电源的电源噪声抑制能力有限。以图2为例进行仿真，该方案中所选滤波电路为LC滤波电路，电感L选用额定电流为2A的磁珠，电容C选择2个大小为10uf和2个大小为100nf的电容，以此作为输入参数通过仿真软件仿真后得到滤波电路的磁珠前后的幅-频响应如图5所示，噪声抑制能力约为60dB；

本实用新型技术方案中，参见图3，在该方案中，由于螺旋线有电流通过时会产生一定大小的电感，相当于电源经LC滤波电路进行一级滤波后又增加了一级滤波，因此该方案对电源VCC的电源噪声抑制能力有明显改善。以图3为例进行仿真，该方案中所选滤波电路由LC滤波电路和螺旋走线组成。电感L选用额定电流为2A的磁珠；电容C分为两组，每组分别选择一个大小为10uf和另一个大小为100nf的电容；所选螺旋走线，N=3，d_in＝20mil，d_out=180mil，线宽=20mil，线间距=10mil，得到的等效电感约20nH，线阻抗约30mohm。具体连接方式为，额定电流为2A的磁珠与第一组电容串接后再与螺旋线串接，螺旋线再串接到另一组电容上，最后输出到PLL电源管脚34。在实际的设计中,电源管脚处需要有电容。利用以上所选参数通过仿真软件仿真后得到滤波电路的磁珠前后的幅-频响应如图6所示，噪声抑制能力约90dB，噪声抑制能力改善了30dB。

经过上述仿真过程，本领域技术人员可以清楚了解到图3所述方案能明显提高对电源噪声的抑制能力。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限定本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种印刷电路板，所述印刷电路板上设置有滤波电路和集成电路IC器件，其特征在于：

滤波电路与IC器件的电源管脚之间的导电连接线为螺旋线。

2.如权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于，所述滤波电路与IC器件的锁相环PLL电源管脚之间的导电连接线为螺旋线。

3.如权利要求1或2所述的印刷电路板，其特征在于，所述螺旋线采用方形螺旋线。

4.如权利要求1或2所述的印刷电路板，其特征在于，所述螺旋线位于印刷电路板的内层布线层。

5.如权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于，所述滤波电路为LC滤波电路。

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