一种差分走线电路、电路板、功能模组以及移动终端
阅读：987发布：2020-05-08
专利汇可以提供一种差分走线电路、电路板、功能模组以及移动终端专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供了一种差分走线 电路 、 电路板 、功能模组以及移动终端，所述差分走线电路包括第一差分 信号 走线，第二 差分信号 走线和GND走线；所述第一差分信号走线与所述第二差分信号走线并列设置，所述GND走线设置在所述第一差分信号走线与所述第二差分信号走线之间，所述GND走线的一端与所述差分走线电路的公共地电连接，另一端为自由端。本实用新型提供的一种差分走线电路，通过在传统的差分走线电路所包括的第一差分信号走线与第二差分信号走线之间设置GND走线，将该GND走线的一端与差分走线电路的公共地电连接。从而，通过仿真分析的结果可以得知，这种差分走线电路可以对共模信号有效滤除，而且，电路结构更为简单，其实现成本比设置共模电感更为经济划算。，下面是一种差分走线电路、电路板、功能模组以及移动终端专利的具体信息内容。
1.一种差分走线电路，其特征在于，所述差分走线电路包括第一差分信号走线，第二差分信号走线和GND走线；
所述第一差分信号走线与所述第二差分信号走线并列设置，所述GND走线设置在所述第一差分信号走线与所述第二差分信号走线之间，所述GND走线的一端与所述差分走线电路的公共地电连接，另一端为自由端。
2.根据权利要求1所述的差分走线电路，其特征在于，
所述GND走线的长度为待滤除信号的波长的四分之一，所述待滤除信号的频率为2Ghz至5Ghz。
3.根据权利要求1所述的差分走线电路，其特征在于，
所述第一差分信号走线与所述第二差分信号走线的各段平行等距。
4.根据权利要求1所述的差分走线电路，其特征在于，
所述GND走线与所述第一差分信号走线和所述第二差分信号走线之间的距离相等。
5.一种电路板，其特征在于，所述电路板中设置有权利要求1至4任一项所述的差分走线电路；
所述电路板为PCB、FPC或软硬结合板。
6.根据权利要求5所述的电路板，其特征在于，
所述差分走线电路在所述电路板中同层或跨层设置。
7.一种功能模组，其特征在于，所述功能模组包括权利要求5或6所述的电路板。
8.根据权利要求7所述的功能模组，其特征在于，
所述功能模组为驱动类模组、光电类模组、生物识别模组中任意一种模组。
9.根据权利要求8所述的功能模组，其特征在于，
所述驱动类模组为直线电机模组或旋转电机模组；
所述光电类模组为摄像头模组或显示模组；
所述生物识别模组为指纹识别模组、虹膜识别模组或眼球追踪模组。
10.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端包括权利要求1至4任一项所述的差分走线电路。
一种差分走线电路、电路板、功能模组以及移动终端
技术领域
[0001] 本实用新型实施例涉及电磁防护领域，尤其涉及一种差分走线电路、电路板、功能模组以及移动终端。
背景技术
[0002] 随着电子技术的发展进步，电子设备所处的电磁环境也越来越复杂，为了确保电子设备的可靠工作，电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)与电磁兼容(Electromagnetic Compatibility)便是电路设计中必须考虑的问题。在复杂的电磁环境中，电子设备除了自身向外的电磁辐射，还会受到外部噪声干扰，影响芯片或者模组的正常工作。
[0003] 目前，为抵抗干扰，在电路设计中常见的走线方案为采用差分的模式进行走线。在差分走线线路传输的信号中，信号可以分为差模信号与共模信号，两个幅度相等，相位相反的一对信号称为差模信号，差模信号分量指的是两根信号线之间的信号差值。两个幅度相等，相位相同的一对信号称为共模信号，共模信号分量指的是两根线分别对地的噪声。在传输信号时，差模信号是作为携带信息“想要”的信号。因为共模信号不携带信息，所以它是“不想要”的信号，需要进行滤除。为了滤除差分走线中的共模信号，通常利用共模电感进行滤除。流过共模电流时共模电感磁环中的磁通相互叠加，从而具有相当大的电感量，对共模电流起到抑制作用，而当线圈流过差模电流时，磁环中的磁通相互抵消，几乎没有电感量，所以差模电流可以无衰减地通过。
[0004] 然而，上述在差分走线中使用共模电感滤除共模信号的方案，需要设置较大体积的独立器件——共模电感，因此，导致电路结构复杂，共模电感只能设置在电路板板面，而且占用布局空间较大。此外，当面对多组差分信号时，所需的共模电感数量增多导致成本较高。实用新型内容
[0005] 本实用新型提供一种差分走线电路、电路板、功能模组以及移动终端，以简化差分走线电路结构并降低滤波的成本。
[0006] 本实用新型的第一方面，提供了一种差分走线电路，所述差分走线电路包括第一差分信号走线，第二差分信号走线和GND走线；
[0007] 所述第一差分信号走线与所述第二差分信号走线并列设置，所述GND走线设置在所述第一差分信号走线与所述第二差分信号走线之间，所述GND走线的一端与所述差分走线电路的公共地电连接，另一端为自由端。
[0008] 本实用新型的第二方面，提供了一种电路板，所述电路板中设置有前述的差分走线电路；
[0009] 所述电路板为PCB、FPC或软硬结合板。
[0010] 本实用新型的第三方面，提供了一种功能模组，所述功能模组包括前述的电路板。
[0011] 本实用新型的第四方面，提供了一种移动终端，所述移动终端包括前述的差分走线电路。
[0012] 与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：
[0013] 本实用新型提供的一种差分走线电路、电路板、功能模组以及移动终端，通过在传统的差分走线电路所包括的第一差分信号走线与第二差分信号走线之间设置GND走线，将该GND走线的一端与差分走线电路的公共地电连接。从而，通过仿真分析的结果可以得知，这种差分走线电路可以对共模信号有效滤除，而且，电路结构更为简单，其实现成本比设置共模电感更为经济划算。附图说明
[0014] 图1是本实用新型实施例中一种差分走线电路的示意图；
[0017] 图2-3是本实用新型实施例中差分走线加入GND走线滤波后共模电流的电场分布示意图；
[0018] 图2-4是本实用新型实施例中差分走线加入GND走线滤波后共模电流的磁场分布示意图；
[0019] 图3-1是本实用新型实施例中差分走线差模电流的电场分布示意图；
[0020] 图3-2是本实用新型实施例中差分走线差模电流的磁场分布示意图；
[0021] 图3-3是本实用新型实施例中差分走线加入GND走线滤波后差模电流的电场分布示意图；
[0022] 图3-4是本实用新型实施例中差分走线加入GND走线滤波后差模电流的磁场分布示意图；
[0023] 图4-1是本实用新型实施例中差分走线加入GND走线滤波后谐振点的电场分布示意图；
[0024] 图4-2是本实用新型实施例中差分走线加入GND走线滤波后非谐振点的电场分布示意图；
[0025] 图4-3是本实用新型实施例中差分走线加入GND走线滤波后谐振点的磁场分布示意图；
[0026] 图4-4是本实用新型实施例中差分走线加入GND走线滤波后非谐振点的磁场分布示意图；
[0027] 图5-1是本实用新型实施例中差分走线加入GND走线滤波前后共摸插损对比示意图；
[0028] 图5-2是本实用新型实施例中差分走线加入GND走线滤波前后差模插损对比示意图；
[0029] 图6是本实用新型实施例中一种电路板的示意图；
[0030] 图7是本实用新型实施例中一种电路板的截面示意图；
[0031] 图8是本实用新型实施例中一种功能模组的示意图。
具体实施方式
[0032] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0033] 下面通过列举具体的实施例详细介绍本实用新型提供的一种差分走线电路、电路板、功能模组以及移动终端。
[0034] 参照图1，本实用新型的实施例提供了一种差分走线电路，所述差分走线电路包括第一差分信号走线10，第二差分信号走线11和GND走线12；
[0035] 所述第一差分信号走线10与所述第二差分信号走线11并列设置，所述GND走线12设置在所述第一差分信号走线10与所述第二差分信号走线11之间，所述GND走线的一端与所述差分走线电路的公共地电连接，另一端为自由端。
[0036] 具体而言，如图1所示，本实用新型的实施例提供了一种差分走线电路，该差分走线电路包括第一差分信号走线10，第二差分信号走线11和GND走线12。第一差分信号走线10和第二差分信号走线11为传输信号的导线，比如，当其设置在电路板中时，可以为电路板中的铜线。GND走线12为设置在第一差分信号走线10与第二差分信号走线11之间的接地导线，该GND走线12的一端与差分走线电路的公共地电连接，另一端为自由端。从而，该GND走线12的连接形式类似天线的连接形式，其谐振频率就是v*λ/4，式中，v表示光速，λ表示滤除的杂波的波长。谐振频率即被滤除的杂波的频率。共模电流在GND走线12耦合到能量，并在GND走线12的谐振频点激励起辐射，从而抵消差分走线电路上的共模电流，最终减小传输的共模电流，但是GND走线12对差模电流就几乎没有任何影响，仿真测试结果如图2-1至图5-2所示。
[0037] 图2-1为差分走线共模电流的电场分布示意图，图2-2为差分走线共模电流的磁场分布示意图，图2-3为差分走线加入GND走线滤波后共模电流的电场分布示意图，图2-4为差分走线加入GND走线滤波后共模电流的磁场分布示意图。对比GND走线附近的箭头示意的场分布，可见，GND走线对共模信号有抑制效果。
[0038] 图3-1为差分走线差模电流的电场分布示意图，图3-2为差分走线差模电流的磁场分布示意图，图3-3为差分走线加入GND走线滤波后差模电流的电场分布示意图，图3-4为差分走线加入GND走线滤波后差模电流的磁场分布示意图。对比GND走线附近的箭头示意的场分布，可见，GND走线对差模信号没有影响。
[0039] 图4-1为差分走线加入GND走线滤波后谐振点的电场分布示意图，图4-2为差分走线加入GND走线滤波后非谐振点的电场分布示意图，图4-3为差分走线加入GND走线滤波后谐振点的磁场分布示意图，图4-4为差分走线加入GND走线滤波后非谐振点的磁场分布示意图。图上GND走线位置颜色越深表示对谐振频率的电磁波抑制效果更为突出显著。
[0040] 图5-1为差分走线加入GND走线滤波前后共摸插损对比示意图，图5-2为差分走线加入GND走线滤波前后差模插损对比示意图。可见差分走线加入GND走线后对于对谐振频率的电磁波抑制效果更为突出显著。
[0041] 本实用新型提供的一种差分走线电路，通过在传统的差分走线电路所包括的第一差分信号走线与第二差分信号走线之间设置GND走线，将该GND走线的一端与差分走线电路的公共地电连接。从而，通过仿真分析的结果可以得知，这种差分走线电路可以对共模信号有效滤除，而且，电路结构更为简单，其实现成本比设置共模电感更为经济划算。
[0042] 可选的，所述GND走线12的长度为待滤除信号的波长的四分之一，所述待滤除信号的频率为2GHz至5GHz。
[0043] 具体而言，上述GND走线12的长度L可根据待滤除信号的波长λ来设计，根据现有的电磁理论知识，可以设计为待滤除信号的波长λ的四分之一，L＝λ/4，由于GND走线12的长度不可能无限制的长，同时考虑到待滤除信号的频率的广泛性，并且还应具备高频信号滤除能力，因此，待滤除信号的频率宜为2GHz至5GHz。
[0044] 可选的，所述第一差分信号走线10与所述第二差分信号走线11的各段平行等距。
[0045] 具体而言，在对第一差分信号走线10与第二差分信号走线11进行布设时，为提升差分线路的抗干扰效果，可将第一差分信号走线10与第二差分信号走线11平行设置，使得两条导线的各段之间等距，保证两者的差分阻抗一致，减少反射。
[0046] 可选的，所述GND走线12与所述第一差分信号走线10和所述第二差分信号走线11之间的距离相等。
[0047] 具体而言，上述的GND走线12可以位于第一差分信号走线10和第二差分信号走线11的正中间，即就是距离两根信号线的距离相等，从而，尽可能保证共模噪声信号抵消的均衡性。
[0048] 参照图6和图7，本实用新型的实施例还提供了一种电路板，所述电路板中设置有前述的差分走线电路；
[0049] 所述电路板为PCB、FPC或软硬结合板。
[0050] 具体而言，如图6和图7所示，给出了前述的差分走线电路用于电路板上的示意图，第一差分信号走线10，第二差分信号走线11和GND走线12为电路板信号层中的导线。结合前述关于GND走线12的说明，当差分走线电路用于电路板上时，根据电磁理论知识，GND走线12的长度还需考虑PCB介质的相对介电常数εr，其长度为λ/(4×εr)。以PCB的介质是3.8为例，2.73GHz的待滤除的电磁波的GND走线12长度为14mm左右。
[0051] 具体应用中，可根据不同的需求及工艺将电路布设在印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)、柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)或软硬结合板中，从而可以提高上述差分走线电路的应用范围，比如，带有差分走线电路的PCB可以用作主板电路板，带有差分走线电路的FPC可以用作显示模组排线，带有差分走线电路的软硬结合板可以用作电子按键的电路板。
[0052] 本实用新型提供的一种电路板，通过在电路板中设置带有GND走线的差分走线电路，从而，可以省去共模电感，在电路板上节省布局空间，在达到滤波效果的同时，其物料成本更低，制造成本更低，更为经济划算。
[0053] 可选的，所述差分走线电路在所述电路板中同层或跨层设置。
[0054] 具体而言，对于多层电路板而言，比如，电路板包括第一信号层、第二信号层，上述差分走线电路可以均设置在第一信号层或者第二信号层中，还可以跨层设置，即就是，差分走线电路的一部分位于第一信号层中，另一部分位于第二信号层中，两部分之间通过信号过孔连接。可以理解的是，差分走线电路的跨层设置时，第一差分信号走线10、第二差分信号走线11与GND走线12均需跨层，且跨越前的线路处于同一层，通过过孔跨越后的线路处于同一层，在保证信号正常传输的前提下，还能抑制共模噪声信号。从而，相较于使用共模电感滤波的技术方案，不局限于电路板表面，布置形式更为灵活。
[0055] 参照图8，本实用新型的实施例还提供了一种功能模组，所述功能模组包括前述的电路板。
[0056] 具体而言，本实用新型中还可将前述改进的电路板用于各种功能模组中，这些功能模组为可产生电磁信号的模组，比如，驱动类模组、光电类模组、生物识别模组。如图8所示，该功能模组的电路板B上包括前述差分走线电路，功能模组的电路板B上设置有功能传感器14，该功能模组可通过第一连接器17、FPC 16、第二连接器15与主板A连接，接收主板A上集成电路芯片13发出的控制信号。
[0057] 具体的，上述驱动类模组可以为直线电机模组或旋转电机模组，上述电路板可以用在直线电机模组或旋转电机模组的驱动电路中。上述光电类模组可以为摄像头模组或显示模组，上述电路板可以用在摄像头模组或显示模组的控制电路中。上述生物识别模组可以为指纹识别模组、虹膜识别模组或眼球追踪模组，上述电路板可以用在指纹识别模组、虹膜识别模组或眼球追踪模组的控制电路中。
[0058] 本实用新型提供的一种功能模组，通过在功能模组中使用改进后的电路板，从而，可在功能模组一侧实现滤波，实现对外部噪声的抑制。
[0059] 本实用新型的实施例还提供了一种移动终端，所述移动终端包括前述的差分走线电路。
[0060] 本实用新型提供的一种移动终端，通过应用前述改进后的差分走线电路，在传统的差分走线电路所包括的第一差分信号走线与第二差分信号走线之间设置GND走线，将该GND走线的一端与差分走线电路的公共地电连接。从而，既可以实现滤波，又可节省终端内部的器件布局空间。
[0061] 最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
[0063] 以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
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