[发明专利]高速电路及低频减少被动等化器

说明书

本发明公开一种高速电路及低频减少被动等化器，其中该高速电路中的差分传输线结构以减少低频衰减的大小。前述传输线结构形成于一印刷电路板上。一对差分传输线连接一信号接收器和一信号发信器。被动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对差分传输线之一者，且第二分流器耦合至一对差分传输线之另一者。被动等化器具有一电感和一电阻，串联耦合至前述分流器。对于低频信号，被动等化器作为一对差分传输线的分流电阻。

技术领域

本发明涉及允许较长传输线而未减少信号品质。更具体地来说，本发明有关于一种低频减少被动等化器，以在长差分信号传输线上减少低频衰减和高频衰减之间的偏差。

背景技术

高速差分信号传输线(high speed differential signal traces)已在各种产品中被广泛地使用，例如服务器或存储产品。许多服务器或存储产品包括一机架，支持并连接不同的印刷电路板，其中前述印刷电路板具有各种安装于其上的电子装置。举例而言，一印刷电路板可具有一或多个安装于其上的集成电路芯片，可以为单独的、或与类似装置或其他装置结合。印刷电路板包括各种信号传输线，以提供信号至板上的装置。信号传输线通常配置为特定信号的差分信号传输线对(differential trace pairs)。

当印刷电路板变得更加复杂、包含更多元件时，在元件之间连接的布线需要更长的信号路径长度。图1为具有现有信号传输线12的电路板10，作为连接发信器14至接收器16的信号通道。当传输线12因为发信器14和接收器16的间隔变得更长时，其损耗将更多，这将使数据的信号调变(signal modulation)降低。当信号通过损耗通道传送时，信号的高频部分和低频部分会具有不同的衰减。通道愈长，在信号的高频部分和低频部分之间的衰减中的偏差会愈大。当接收器16从输入信号取样且恢复一点信息时，衰减中的此偏差可能造成失真(distortion)，其中前述输入信号由发信器14产生且通过信号传输线12接收。

这种影响可由从信号传输线12接收的信号的波形看到。图2A为信号振幅随时间变化的曲线图，其中线条20表示来自发信器14通过图1中的信号传输线12传送的一信号。图2B同样为信号振幅随时间变化的曲线图，其中线条22、24表示图1中接收器16于不同长度的信号传输线12所接收到的信号。具体而言，线条22表示当信号传输线12具有六千密耳(mil)的长度时，接受器16中的信号。相对地，线条24表示当信号传输线12具有一万二密耳的长度时，接受器16中的信号。图2C为不同长度的信号传输线随频率变化的衰减的曲线图。具体而言，线条32表示较短通道长度(六千密耳)的衰减，且线条34表示较长通道长度(一万二密耳)的衰减。可由图2C中看到，对两个长度来说，衰减都会随着频率而增加。然而，随着传输线的长度增加，衰减量也会增加。此点可由线条34相对于线条32有较大衰减显示。因此，这表明了随着信号传输线的长度增加，信号传输线中的失真将会增加。

对于这种较长路径的应用，为了让足够的信号传输，主动(有源)元件如加强器(re-driver)被引入并使用于近期的设计中。举例而言，在一典型的服务器中，使用了二十英寸(20”)的数据路径。目前快捷外设互联标准(Peripheral Component InterconnectExpress,PCIe)4的标准需要一加强器以确保服务器中数据路径长度的信号完整性。加强器为一信号放大器，其在通道的一点接收信号，并放大信号以减少衰减。因此加强器目前是必须的，以配置PCIe 4形式的元件于服务器中。然而，加强器元件增加了系统电力需求以及设计的复杂度。因此，有着通过减少加强器的数量来简化设计复杂度和减少系统电力的期待。然而，因为较长的传输线无法被使用，这限制了设计的弹性。因此，连接的元件必须相互靠近放置。

因此，需要被动元件来减少高频率和低频率衰减之间的偏差，以允许较长的信号路径应用。再者，更需要允许差分信号传输线对中的回程路径(return path)的长度上保持相同系统电力的元件。此外，更需要在运作时无需额外能量的被动元件。

发明内容