[发明专利]直流电源层结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种直流电源层结构，尤其涉及一种抑制多层电路板间噪声的直流电源层结构。

背景技术

近年来，随着大众对信息传送速度的需求越来越快，所传输的信号频率也越来越高。因此，高频数字电路设计成为一电路设计的主要发展领域，并且不断朝向更高速、体积小、低电压的设计发展。由于小体积的需求，使得电路设计广泛应用多层印刷电路板，然而，当传输信号频率越来越高，在多层印刷电路板的电源层(Power Plane)与接地层(Ground Plane)之间产生噪声，影响信号传输的质量。因此，有效抑制噪声随着信号传输成为高频数字电路设计的重要课题。

形成多层印刷电路板间的噪声的原因来自于在高频数字电路中，当信号线与电源层相接，其间存在着寄生的电感、电容及电阻效应，当电路中的集成电路的信号快速切换时，而导致暂时电压差产生于电源层中，而造成噪声，此噪声更会以平行板波导的形式传播至电路板中的其它位置，此为数字系统中主要的噪声来源之一。

然而，在现有技术中，已提出一些抑制宽带噪声的常用方法，分别设置电容墙、设置大电容值的电容器、以及切割电源层来抑制上述的噪声。在设置电容的设计中，会设置去耦合的电容于噪声源的四周，以提供噪声接地路径，通常排越多电容在四周，会有越好的抑制噪声效果，但是，依照上述的设计，仍然会有一些频率的共振噪声存在，并且制造电容墙会对电路板的线路布局造成不便，也会大幅提高制造成本以及无法达到短、小、轻、薄的设计概念。

另外，参阅图1及图2，分别为现有技术中多层电路板分解结构图及电源层的俯视图。如图1及图2所示，提供切割电源层10的方法来抑制宽带噪声，利用将电源层10切割成一第一电路区11及一第二电路区12，中间间隔一狭缝，其中第一电路区11具有容易被噪声干扰而产生共振的组件或集成电路，而第二电路区12具有一输入/输出埠14，因此，此狭缝具有将噪声隔离的作用。而两部中间仅以一噪声滤波器13互相电性连结，使信号可以通过，且将部分噪声过滤。其中上述的噪声滤波器13为一陶铁磁珠(Ferrite Bead)，为一铁磁性材料，陶铁磁珠具有可以随频率的上升产生越来越高的阻抗的性质，且其陶铁材料会与线路产生的磁场发生作用，产生损耗特性。不同陶铁材料和几何结构会对不同频率产生不同的衰减效果。

如上述的方法，可以改善使用电容墙而产生高成本的问题，然而，被切割的电源层10会导致电源层10与接地层20之间具有高频的共振，而噪声滤波器13只能滤掉较低频率的噪声，而高频噪声却无法被隔离，使得高频噪声也会通过传输线随着信号输出，为现有技术中所面对的困难。

而现今高频信号传输成为信号传输的主要发展方向，高频噪声会对高频信号产生干扰，使高频信号失真。因此，有效抑制电源层10上传输的高频噪声，为高频数字电路设计的重要课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种抑制高频噪声的直流电源层结构，以解决在现有技术中利用切割电源层的方法只可以抑制较低频噪声，却会产生高频噪声的共振，而无法抑制高频噪声的问题，且降低因现有技术中运用大量电容而来的高生产成本，并解决线路布局不易，制造工序复杂的问题。

为实现上述的目的，本发明揭露一种直流电源层结构，设置于一多层电路板中，其包含有一第一电路区，用以输入一直流电源，并一噪声滤波器，其一端电性连接于第一电路区的直流电源输出端，以及一第二电路区与第一电路区电性隔离，又第二电路区中设有一能隙结构，且能隙结构的直流电源输入端电性连接于噪声滤波器的另一端。本发明也可形成能隙结构于第一电路区，且噪声滤波器其一端电性连接于能隙结构的直流电源输出端以及第二电路区的直流电源输入端电性连接于该噪声滤波器的另一端。

本发明的功效在于提供了一种直流电源层结构，其同时使用分割电源层的技术及在电源层上形成电磁能隙结构，则可同时抑制低频及高频噪声信号，以大幅提升信号传输的质量。而上述的设计，不需使用大量的电容或是设置大电容值的电容，因此可以降低生产成本，简化电路板结构的工艺，并且达到短、小、轻、薄的设计。

以上的关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本发明的原理，并且提供本发明的权利要求更进一步的解释。

附图说明

图1为现有技术中多层电路板的分解结构图；

图2为现有技术中电源层结构的俯视图；

图3为本发明第一实施例的俯视图；

图4为本发明第二实施例的俯视图；以及

图5为一频率-噪声信号强度关图。