一种减少vga走线串扰影响信号的方法
【专利摘要】本发明提供一种减少VGA走线串扰影响信号的方法，属于电子信息【技术领域】，其方法是在主板上同时进行VGA信号包地处理和对VGA信号相邻参考平面层slot开槽。主板上在同一层面上RGB三信号线之间增加GNDNET屏蔽线，来降低高速线及自身耦合的影响；并且同时在与RGB三信号线相邻GND平面上做一个长距离Slot开槽，切断GND平面上噪声的传播路径。通过在服务器产品设计中导入，经打板测试验证，VGA信号质量有较好的改善噪声能量大幅降低，有效提升了信号质量，提升了产品的设计质量及市场竞争力。
【专利说明】—种减少VGA走线串扰影响信号的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子信息【技术领域】，具体地说是一种减少VGA走线串扰影响信号的方法。
【背景技术】
[0002]—般的，串扰是指信号在传输通道上传输时，因电磁稱合而对相邻传输线产生的影响。
[0003]变化的信号(如阶跃信号)沿传输线由A到B传播，传输线C到D上会产生耦合信号。当变化的信号恢复到稳定的直流电平时，耦合信号也就不存在了。因此串扰仅发生在信号跳变的过程当中，并且信号变化得越快，产生的串扰也就越大。串扰可以分为容性耦合串扰(由于干扰源的电压变化，在被干扰对象上引起感应电流从而导致电磁干扰)和感性耦合串扰(由于干扰源的电流变化，在被干扰对象上引起感应电压从而导致电磁干扰)。
[0004]在服务器产品开发中，为满足多功能高配置要求，信号走线速度越来越快，Power消耗地方也增多。同时，为降低产品开发成本，在设计时，若能满足系统信号走线要求下，为尽量缩减PCB板尺寸。这样，信号速度的提升，Power供应点的增多及PCB尺寸的缩小带来的信号走线空间的降低，将会引起干扰信号能量大幅提升。对于主板上的VGA走线属于受信号干扰较敏感的模拟信号，当信号受到噪声干扰时，在显示屏上会出现水波纹，影响到信号显示质量。
【发明内容】
[0005]本发明的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种减少VGA走线串扰影响信号的方法。
[0006]本发明的技术方案是按以下方式实现的，该一种减少VGA走线串扰影响信号的方法:在主板上同时进行VGA信号包地处理和对VGA信号相邻参考平面层slot开槽。
[0007]主板上在同一层面上RGB三信号线之间增加GND NET屏蔽线，来降低高速线及自身耦合的影响；并且同时在与RGB三信号线相邻GND平面上做一个长距离Slot开槽，切断GND平面上噪声的传播路径。
[0008]主板上对VGA三条信号线用GND NET进行包地屏蔽，用来分流部分GND平面上的干扰噪声，同时降低其他临近高速线或VGA本身信号线同层之间的串扰。
[0009]在与RGB三信号线相邻GND参考平面上，做一个长距离slot开槽，切断PWM电源信号对相邻GND参考平面上产生的噪声传播路径。
[0010]当PWM电源部分平面穿越GND平面上的Slot开槽，造成部分干扰噪声路径未切断，则改动Slot开槽位置，确保PWM电源部分平面未跨越Slot开槽位置。
[0011]若PWM电源平面横穿了 slot开槽，信号噪声抑制效果有所降低；当PWM电源平面不横穿slot开槽，即以此slot开槽为分界点，VGA信号在开槽的一边，GND开槽平面对应上层的PWM电源平面完全在槽的另一边，更加优化信号噪声抑制能力。
[0012]本发明与现有技术相比所产生的有益效果是:
该一种减少VGA走线串扰影响信号的方法为提升VGA信号的传输质量，提供一种改善VGA信号质量的走线设计规则:即在同一层面上RGB三信号线之间增加GND NET屏蔽线，来降低高速线及自身耦合的影响，在相邻GND参考平面上，做一个长距离slot开槽，切断PWM电源信号对相邻GND参考平面上产生噪声后，其噪声的传播路径。
[0013]作为优选方案:若PWM电源平面横穿了 slot开槽，那信号噪声抑制效果将有所降低，如初次改进仿真噪声值为-9.9 mV?+10.5 mV,当使PWM电源平面不横穿slot开槽，即以此开槽为分界点，VGA信号在开槽的一边，GND开槽平面对应上层的PWM电源平面完全在槽的另一边，这样的设计方式可以更优化信号噪声抑制的能力。如上述优化改进后仿真结果值为-0.5 mV?0.5 mV，从仿真数据来看，信号干扰噪声抑制效果比未优化改进方式(同时包含信号包地和相邻参考层开槽方式)有明显较好的改善。
[0014]通过在服务器产品设计中导入，经打板测试验证，VGA信号质量有较好的改善。因此，此设计方式将在后续产品设计开发中得到广泛应用。
[0015]该一种减少VGA走线串扰影响信号的方法设计合理、结构简单、安全可靠、使用方便、易于维护，具有很好的推广使用价值。
【具体实施方式】
[0016]下面对本发明的一种减少VGA走线串扰影响信号的方法作以下详细说明。
[0017]本发明的一种减少VGA走线串扰影响信号的方法是:在服务器产品开发测试VGA显示功能时，发现屏幕上显示水波纹，通过量测VGA信号线RGB net发现信号上升时间，通过将RGB信号线强制拉低，发现其信号线net上电源噪声较大，因此，初步怀疑信号线上升时间过慢，是由于电源噪声的干扰，引起信号能量的衰弱造成的。
[0018]观察VGA信号layout图，发现VGA信号参考layer3的GND平面,而旁边不远处有PWM电源位于Layerl&2平面上，因而此PWM电源也参考layer3 GND平面。这样，PWM电源将在GND平面上产生高频噪声，并通过GND平面传播去影响VGA信号质量。
[0019]因此，针对上述情况，利用仿真进步作下分析验证，观察其仿真波形，从波形中可以，PWM电源在VGA信号线上产生的噪声幅度变化为-20.8mV?20.9mV,噪声干扰强度较大，从而进步验证了 PWM电源噪声干扰是影响VGA信号质量主要因素。
[0020]针对上述情况，其解决方式主要是:切断干扰信号在GND平面上传播的路径。首先对VGA三条信号线用GND NET进行包地屏蔽，此方式不仅能分流部分GND平面上的干扰噪声，同时可以降低其他临近高速线或VGA本身信号线同层之间的串扰。同时，在Iayerf的GND平面上做一个距离较长的Slot开槽，切断GND平面上噪声的传播路径。
[0021]通过上述改进方式，进行仿真分析，其仿真波形:VGA信号线上的噪声电压降到-9.9mV?+10.5mV,与原始设计相比，电源噪声降幅一半。
[0022]优化改进方案:
通过上述改进方案的分析，因PWM电源部分平面穿越layer3 GND平面上的Slot开槽，造成部分干扰噪声路径未切断。因此，改动Slot开槽位置，确保PWM平面未跨越其位置，其优化方案及仿真波形所示:其仿真电压噪声值为-0.5 mV?0.5 mV，噪声能量大幅降低，有效提升了信号质量。将此方法导入改版设计，其打样实测VGA信号波形，信号上升时间有明显改善缩短。
[0023]通常来说，单独进行VGA信号包地处理或对相邻参考平面层挖槽slot都可对VGA信号进行优化。但信号质量改进的程度是本案例主要关注的方向，这可以进一步提高板卡改版成功率。因此，本案例结合上述改进方式，通过仿真分析及打板验证总结了如下VGA信号后期PCB设计优化改进规则，如下:
1.PCB设计时，将VGA包地处理和相邻参考平面挖槽方案同时导入设计，通过两方案的结合，可进步降低PWM电源信号对VGA模拟信号的干扰。如上述初次改进方案中，信号仿真噪声电压为-9.9 mV?+10.5 mV。
[0024]2.仅考虑信号包地和相邻参考平面挖槽处理，未必能最优改进信号抑制噪声的能力。通过本例优化改进方案中发现，虽然相邻参考平面进行挖槽处理，若PWM电源平面横穿了 slot开槽，那信号噪声抑制效果将有所降低，如初次改进仿真噪声值为-9.9 mV?+10.5mV,当使PWM电源平面不横穿slot开槽，即以此开槽为分界点，VGA信号在开槽的一边，GND开槽平面对应上层的PWM电源平面完全在槽的另一边，这样的设计方式可以更优化信号噪声抑制的能力。如上述优化改进后仿真结果值为-0.5 mV?0.5 mV，从仿真数据来看，信号干扰噪声抑制效果比未优化改进方式(同时包含信号包地和相邻参考层开槽方式)有明显较好的改善。
[0025]结论:通过仿真验证及打板测试，发现本技术方案有效改进VGA信号质量的设计方式，提升了产品的设计质量及市场竞争力。
【权利要求】
1.一种减少VGA走线串扰影响信号的方法，其特征在于:在主板上同时进行VGA信号包地处理和对VGA信号相邻参考平面层slot开槽。
2.根据权利要求1所述的一种减少VGA走线串扰影响信号的方法，其特征在于:主板上在同一层面上RGB三信号线之间增加GND NET屏蔽线，来降低高速线及自身耦合的影响；并且同时在与RGB三信号线相邻GND平面上做一个长距离Slot开槽，切断GND平面上噪声的传播路径。
3.根据权利要求1所述的一种减少VGA走线串扰影响信号的方法，其特征在于主板上对VGA三条信号线用GND NET进行包地屏蔽，用来分流部分GND平面上的干扰噪声，同时降低其他临近高速线或VGA本身信号线同层之间的串扰。
4.根据权利要求1所述的一种减少VGA走线串扰影响信号的方法，其特征在于在与RGB三信号线相邻GND参考平面上，做一个长距离slot开槽，切断PWM电源信号对相邻GND参考平面上产生的噪声传播路径。
5.根据权利要求4所述的一种减少VGA走线串扰影响信号的方法，其特征在于当PWM电源部分平面穿越GND平面上的Slot开槽，造成部分干扰噪声路径未切断，则改动Slot开槽位置，确保PWM电源部分平面未跨越Slot开槽位置。
6.根据权利要求4所述的一种减少VGA走线串扰影响信号的方法，其特征在于若PWM电源平面横穿了 slot开槽，信号噪声抑制效果有所降低；当PWM电源平面不横穿slot开槽，即以此slot开槽为分界点，VGA信号在开槽的一边，GND开槽平面对应上层的PWM电源平面完全在槽的另一边，更加优化信号噪声抑制能力。
【文档编号】G06F17/50GK104239632SQ201410460392
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月11日 优先权日:2014年9月11日
【发明者】武宁, 吴福宽 申请人:浪潮电子信息产业股份有限公司