非平行微带线间的串扰抵消研究

非平行微带线是印刷电路板(PCB)上不可避免的互连结构。针对PCB 上非平行微带线间的串扰问题,用平行微带线近似非平行微带线,把平行耦合微带线间的串扰抵消方法应用到非平行耦合微带线中,提出了利用耦合传输线信道传输矩阵方法来进行远端串扰抵消,在对非平行耦合传输线信道传输矩阵进行特征值分解的基础上构建串扰抵消电路。仿真了非平行微带线间夹角分别为q=3°、5°、10°时的串扰,结果表明,该方法可以有效改善非平行微带线上信号眼图的质量,串扰抵消效果良好。     

基于串扰与干扰源相位同步的减小串扰研究

基于串扰信号相位改变与干扰源信号相位改变具有同步的特性,提出了一种在干扰线中点利用信号反相来减小串扰的方法。n条总线系统中,在编号为奇数(或者偶数)的传输线中点插入反相器,使每条传输线在前二分之一耦合长度和后二分之一耦合长度上获得的远端串扰信号幅度相等、相位相反,前后两部分耦合长度所产生的串扰信号经过自动叠加后,传输线上的远端串扰就会被抵消。仿真结果表明:所提出的方法能够明显抵消串扰。     

基于信道传输矩阵逆矩阵减小微带线间串扰

针对现有串扰减小方法效果有限、成本高、资源消耗多等问题,提出了一种基于信道传输矩阵逆矩阵减小微带线间串扰的方法。该方法通过将信道传输矩阵化为单位阵来实现串扰减小。根据理论分析设计了该方法的电路结构。仿真结果表明,使用该方法进行串扰抵消后串扰幅度和抖动都有明显改善,且该方法的电路结构简单。     

高速数字电路PCB中串扰问题的研究与仿真

针对高速数字电路PCB中传输线间串扰的严重性,从精确分析PCB中串扰噪声的角度出发,在传统的双线耦合模型的基础上,采用了一种三线串扰耦合模型。该模型由两条攻击线和一条受害线组成,两条攻击线位于受害线的两侧,线间采取平行耦合的方式。利用信号完整性仿真软件Hyperlynx对受害线上的近端串扰噪声和远端串扰噪声进行了仿真。仿真结果表明,不同的传输模式和传输线类型、信号层与地平面的距离、耦合长度、传输线间距和信号上升/下降沿等因素会对受害线上的近端串扰和远端串扰产生较大的影响。在分析仿真结果的基础上,总结出了高速PCB设计中抑制串扰的有效措施,对高速数字电路设计有一定的指导意义。     

防护线减小微带线间串扰的FDTD分析

随着信号转换速度日益提高,高速电路设计中的串扰问题也日趋严重。该文分析了使用防护线减小PCB微带线间串扰的效果,并运用FDTD对长耦合微带线进行了仿真验证。仿真结果表明,只要:(1) 添加有接地过孔的防护线并使过孔间距小于信号在RT/2(RT:传输信号的上升时间)时段内的传输距离;(2) 在满足线间距布线规则的前提下,将防护线适当加宽而又维持三条线(防护线和两条微带线)中两两之间的中心距不变,就能够有效减小线间的远端和近端串扰。     

基于高频高速PCB应用的新型差分线结构

本文通过分析高频高速PCB上串扰产生的机理,以两条传输线之间的耦合电容和耦合电感等作为优化的参量,提出了一种改善信号串扰的差分线结构———T型差分传输线,采用正交实验方法研究 T型差分传输线结构的多个参数对远端串扰的影响,得出了改善信号远端串扰的最优组合方案,确定了这些参数对改善串扰的重要程度及主次顺序,利用HFSS对T型差分传输线和Tabbed Line进行仿真对比分析,仿真结果表明 T型差分传输线改善串扰的效果明显优于Tabbed Line。     

IC高密度陶瓷外壳串扰对信号完整性的影响

在高密度陶瓷封装外壳设计中,遇到的包括单信号线的延迟、反射和多信号线间的串扰等噪声问题,以及电源完整性问题,这些问题都严重影响整个电子系统性能的信号完整性。基于高速电路传输线的信号完整性相关基本理论,通过测试和仿真的方法来研究传输线间近端串扰和远端串扰问题。对大规模集成电路外壳CQFP240M进行串扰测试分析,利用仿真软件CST建立微带线和带状线模型,仿真、测试分析相邻传输线间串扰大小的影响因素。根据仿真结果,提出降低串扰的方法,优化设计,提高传输结构性能。     

端接方式对改善高速电路串扰的分析研究

通过对两条耦合线中的攻击线,采用几种不同的电路端接方式,利用Hyperlynx软件仿真出相应情况下的信号传输波形。通过端接电路在抑制攻击线上反射的同时,减小了受害线上信号的串扰,从而使信号在两条耦合线上的传输质量得到改善。最后进行了多组数据的串扰比较研究,分析了串扰减小的原因。     

衬底材料对微带线间串扰耦合的影响研究

随着系统频率的提高,衬底材料特性已成为影响信号走线之间串扰的一个不可忽略的因素。该文基于传输线方程和频域S参数对两平行微带线间串扰耦合进行理论分析,并结合全波3维电磁场仿真工具对具有不同介电常数和不同厚度的衬底材料进行了仿真和分析,得到了微带线在不同衬底下的电场分布,以及近端和远端串扰随频率、衬底介电常数和厚度变化的曲线。随着频率的增大,远端串扰将大于近端串扰,并且随着衬底介电常数和厚度的增加,微带线间的串扰呈现正弦上升的变化趋势。     

高速电路PCB中串扰的仿真分析与抑制对策

针对串扰在高速电路印刷电路板(PCB)设计中造成严重的信号完整性问题,介绍一种可尽早发现串扰引起的问题的方法。首先利用信号完整性仿真软件HyperLynx,建立两条攻击线夹一条受害线的三线平行耦合串扰仿真模型;然后通过仿真分析传输线平行耦合长度、平行耦合间距、传输线类型、信号层与地平面层之间的介质厚度等因素对串扰噪声的影响;最后综合这些影响因素,并根据PCB设计顺序,给出抑制串扰的详细措施。实践表明,这些措施对高速PCB的设计,具有实用、可靠和提高设计效率的意义。     

Altered phase velocity lines for low crosstalk microstrip interconnection of high-speed digital circuits: design and experimental validation

Altered phase velocity lines are a novel kind of parallel microstrip lines for high-speed interconnection of digital circuits, on which the crosstalk is reduced by the different phase velocities of propagation on the adjacent lines. In this paper, a design method is proposed to optimize the geometry sizes of the altered phase velocity lines. The measured results of a prototype altered phase velocity pair designed by the proposed method are presented to validate the design method. And the effects of the process variation are simulated to analyze the robustness of the prototype in fabrication. The altered phase velocity lines outperform the symmetric parallel microstrip lines in terms of the lower far-end crosstalk (FrdCtk) and the lower dielectric loss. This technique reduces the FrdCtk in the pair of the microstrip transmission lines and does not significantly improve the near-end crosstalk. The prototype works at the speed of 2 Gbps for low crosstalk digital signal transmission, while it can transmit the high-speed clock signal at 10.5 GHz, so the altered phase velocity lines are a useful supplementary to the existing low crosstalk interconnection concepts in the scenario that the parallel microstrips have to be placed closely on printed circuit board.     

Isolation effects in single- and dual-plane VLSI interconnects

The issue of interline coupling in high-speed VLSI interconnects is addressed. A full-wave-based technique is used to numerically solve for the modes and hence the line voltages and currents for multiconductor microstrip. The accuracy of these results is compared with time-domain experimental data. Isolation lines placed between signal lines and grounded at both ends are considered as a means of significantly reducing crosstalk. It is shown that the performance of such lines depends on several factors such as relative mode velocities, signal rise and fall times, and line length. These points are illuminated by considering the effects of isolation lines in two geometries of interest in high-speed integrated circuits. On the basis of these results one can determine the usefulness of isolation lines for a given geometry     

多波长集成光源阵列封装用微波馈线设计

针对多波长集成光源阵列封装设计了一种具有低传输损耗、低串扰的阵列微波馈线。通过分析微带线和接地共面波导在传输高频微波信号时的优缺点,设计了一种桥型微波馈线结构。同时利用有限元法,对馈线尺寸参数进行仿真优化。在30GHz范围内,得到了反射系数低于-17dB、传输损耗小于0.4dB、相邻信号电极间串扰小于-26dB的仿真结果。设计了基于金线键合的阵列芯片方案,并通过有限元法仿真确定了传输性能良好的封装间距。     

平行传输线间串扰的仿真及分析

在高速电路设计中,信号完整性问题越来越突出,已经成为高速电路设计师不可避免的问题。该文重点研究了平行传输线间的串扰问题,通过信号完整性分析软件Hyperlynx建立了三线串扰模型并进行仿真分析,最后提出高速PCB设计中减小串扰噪声的策略。     

IC封装中键合线传输结构的仿真分析

随着高频高速集成电路制造工艺的不断进步,电子封装技术的发展也登上了一个新高度。作为微电子器件制造过程中的重要步骤之一,封装中的传输线、过孔、键合线等互连结构都可能对电路的性能产生影响,因此先进的集成电路封装设计必须要进行信号完整性分析。介绍了一种键合线互连传输结构,采用全波分析软件对模型进行仿真,着重分析与总结了键合线材料、跨距、拱高以及微带线长度、宽度五种关键设计参数对封装系统中信号完整性的影响,仿真结果对封装设计具有实际的指导作用。     

On The Problem of Using Guard Traces for High Frequency Differential Lines Crosstalk Reduction

In this paper, the problem of using guard traces for reducing crosstalk between differential transmission line pairs is investigated, both experimentally and by full-wave electromagnetic (EM) simulations. Different cases of differential lines crosstalk are treated with and without guard trace separation between the differential line pairs. Coated microstrip printed circuit board test structures including thru-reflect-line calibration standards are designed and fabricated on a high frequency laminate material, allowing direct measurement of crosstalk between adjacent differential line pairs in the absence and in the presence of guard traces stitched with vias of regular spacing. The test structures are characterized with mixed-mode scattering parameters using a physical layer test system. Different configurations (of differential line pairs) without guard trace, with floating guard traces (which are terminated and nonterminated) and with a solid guard trace separation are investigated using a High Frequency Structure Simulator (a commercial full-wave 3-D EM simulation tool). The experimental data are compared with the simulation results, and some conclusions and guidelines on the effect of guard traces for alleviating crosstalk between differential transmission lines are presented     

高速波前处理机中信号完整性分析

随着自适应光学(AO)系统的发展,波前处理机(WFP)中包含了复杂的高速I/O接口和多电平标准供电,使得WFP面临严重的信号完整性(SI)挑战,若不能有效解决这些问题,系统性能将会受到严重影响。文章使用场路混合仿真方法对高速波前处理机中并行多传输线间的串扰、高速传输通道上的反射及高速串行链路上的差分信号完整性问题进行了分析与仿真。结果表明通过增大间距与增加短路防护布线可有效降低串扰,通过终端与源端共同匹配的方式可减少信号反射,差分线不平衡会增加高速链路的共模噪声,最后进行了系统级高速链路仿真与实测,传输速度达6.25Gb/s,误码率低于1×10-12,满足系统要求。     

一种小型化带通滤波微带巴伦设计

提出一种小型化带通滤波微带巴伦的设计.在Marchand巴伦的基础上,使用一个半波长和两个1/4波长传输线作为谐振器,在带通滤波微带巴伦的两个输出端口可以获得相同幅度和相反相位的平衡信号.利用谐振器平行线耦合可以观察到通带两侧存在两个传输零点.对提出的中心工作频率在2.65 GHz的带通滤波微带巴伦进行了实物加工与测试...     

T型微带线间串扰问题的FDTD分析与抑制

T型微带线的串扰是高速电路信号完整性问题中的重要组成部分。采用PML(Perfectly Matched Layer)-FDTD方法首次对T型微带线间的串扰问题进行全波分析,并给出抑制串扰的具体措施。PML-FDTD仿真结果表明,不同的改进结构参数对串扰的影响不同:(1)开口距离S越大线间串扰越小,最多减小10dB;(2)开口角度 越小线间串扰越小,减小幅度最多达14dB。由此得出,在T型微带线上开三角形口,通过改变开口距离S和开口角度 可实现对邻近微带线串扰的有效抑制。