线形结构对差分传输线信号完整性的影响

在高速PCB设计中,随着电路传输速率的增长,差分信号被越来越多地运用到布板中.在实际走线中,由于线形结构的不一致,使得差分信号之间产生了相位差,从而产生了共模噪声并增加其辐射发射.为了减小差分传输线的共模噪声对信号完整性的不利影响,文中分别讨论了直角、斜接、圆角和45°角4种不同的差分传输线拐角线形,在HFSS中建立了三维物理模型,利用S参数分析了它们的共模噪声,得出了45°拐角为布线最优选择.并提出了减小其共模噪声的方法.     

不同拐角差分传输线结构的信号完整性分析

随着PCB 设计中信号传输速度的增加,差分信号传输方式被更多的应用到实际布线中。但由于拐角处的差分 线长度不一致,使得差分信号之间产生了相位差,从而造成共模噪声的出现影响了信号的完整性。本文对四种不同拐 角的差分传输线结构进行了S 参数仿真,通过分析他们的共模噪声,得出了较小的拐角模型能抑制共模噪声的产生。 并提出了有效减小共模噪声的方法。     

弯曲不连续的差分传输线

随着电路传输速率的增长，差分信号被越来越多的运用到布板中。但是由于传输线的弯曲不一致，使得差分信号之间产生了相位差，从而产生了共模噪声。本文讨论了四种不同的差分拓扑结构，分别利用集总参数和S参数分析了它们的共模噪声，并提出了利用补偿电容减小共模噪声的方法。     

如何构建仪表放大器

仪表放大器是在有噪声的环境下放大小信号的器件。它利用的是差分小信号叠加在较大的共模信号之上的特性,能够去除共模信号,而又同时将差分信号放大。仪表放大器的关键参数是共模抑制比,这个性能可以用来衡量差分增益与共模衰减之比。     

有限地平面上差分对共模噪声的分析

共模噪声是高速数字电路产生电磁干扰的主要原因,而共模电感又是共模噪声大小的决定因素。以多层板的微带线为模型,推导出在偏离地平面中心以及跨越不连续地平面的情况下,PCB上差分对共模电感的定量表达式,并对其共模噪声的特性进行了详细讨论。其结论可以帮助设计人员理解共模噪声产生机制,并针对具体电路走线定量分析,提前准确发现设计中潜在的问题。     

阶梯型缺陷地的超宽带共模抑制滤波器

提出了一种使用阶梯型缺陷地结构(DGS)对GHz差分信号进行共模抑制的超宽带滤波器。阶梯型DGS在高速差分信号中的应用很大的改进了共模噪声抑制和阻带宽度。在此基础上,构建出一个均匀分布和几个不均匀分布的方形周期DGS共模噪声抑制滤波器。通过适当设计周期结构的栅格大小构成多个不同位置的S21零点,使得通带的整体匹配良好,从而实现一个较宽的阻带。经过一系列的仿真,制作并测量了2个DGS电路。仿真结果显示共模抑制的阻带带宽大约15 GHz且衰减超过20 dB,验证了设计的正确性。     

一种基于互补谐振结构的宽带共模噪声滤波器

提出了一种用于高速差分信号传输的宽带共模噪声滤波器,采用在差分线正下方参考地平面上刻蚀内外互补的共面波导1/4波长谐振器和Z字形短路枝节线来实现。滤波器采用内外互补耦合λ/4开路枝节线谐振器结构,有效减小了横向尺寸,利用Z字形枝节线增大互感以改善滤波器的带内增益平坦度,最后用级联实现了共模噪声抑制阻带的展宽。仿真和测试结果表明,该滤波器在4.1~12.5 GHz频率范围内实现了20 dB的共模噪声抑制,共模阻带相对带宽(FBW)为101%,尺寸仅为0.78λ_g×0.18λ_g(15.8 mm×3.6 mm),其中λ_g为阻带中心频率处对应的波长。且该结构在实现共模噪声宽带抑制的同时,还可有效保证差分信号传输特性良好。     

用电阻设定增益的单端至差分转换器

很多应用都需要差分信号,以获得较高的信噪比,提高对共模噪声的抑制能力,并获得较低的二次谐波失真,例如驱动调制解调器ADC、通过双绞线电缆传输信号,以及高保真音频信号的调整等。这就要求有一种可以将单端信号转换为差分信号的电路,即单端-差分转换器。对很多应用而言,AD8476内置的小功率全差分精密放大器就足够完成单端-差分的转换功能。但对于需要     

在单电源差分视频发射机-接收机应用中提高共模抑制比(CMRR)

在共模信号发挥重要作用的现实视频传输应用中，运算放大器的应用极其广泛。其中一个应用就是CAT-5电缆使用的差分视频发射机一接收机。在处理差分信号时，从非理想的共模信号（如噪声、嗡嗡声或直流偏移电压）中提取微弱的信号始终非常重要。即使运算放大器具有一定的共模抑制功能，但仍有某些共模（VCM）信号在单位增益时传输至输出端。[第一段]     

用于光隔离IGBT栅驱动芯片的高CMTI差分TIA电路

设计了一种基于0.18μm BCD工艺的全差分TIA电路和光隔离IGBT驱动系统。分析了共模瞬态干扰对光隔离驱动系统的影响,提出了一种可以提高共模瞬态抗扰度(CMTI)的全差分TIA结构。TIA的差分输入端分别接一个遮光的PD和一个透光的PD,TIA的差分输出端做电平比较。只有一个TIA的输入能够接收光信号,产生差分增益,但是共模瞬态在隔离层的干扰却能耦合到TIA的两个输入端,因此共模瞬态的干扰作用将会被差分电路的共模抑制比(CMRR)减弱。且加入了窄脉冲滤波电路可滤掉共模瞬态干扰引起的短脉冲误差信号,进一步提高CMTI。所设计的TIA电路的仿真结果显示,CMRR达到105.4 dB,CMTI可以达到325 kV/μs。     

使用防护布线减小差分传输线间的高频串扰噪声

随着高速电路的不断发展,差分传输线得到了越来越广泛的应用。它具有低辐射和较好的抗共模噪声能力。但是传统的差分线结构不能有效的降低邻近差分对之间的串扰噪声,这将影响到高速系统的信号完整性。文章针对使用防护布线的方法,讨论了三种不同结构的防护布线,在全波电磁仿真软件HFSS中建立了三维物理模型,利用混模S参数分析了它们对于减小串扰噪声的作用,从场的角度对比了它们的电磁屏蔽效果,并对如何使用防护布线提出了一些建议。     

Noise reduction using compensation capacitance for bend discontinuities of differential transmission lines

Differential signaling has become a popular choice for multigigabit digital applications in favor of its low-noise generation and high common-mode noise immunity. Recalling from the full-wave solution of S-parameters, this paper presented a design methodology of analysis scheme to extract the equivalent circuits of discontinuities observed on the strongly coupled differential lines. Signal integrity effects of the bent differential transmission lines in a high-speed digital circuit were then simulated in the time domain. A dual back-to-back routing topology of bent differential lines to reduce the common-mode noise was further investigated. To alleviate the common-mode noise at the receiver, a novel compensation scheme in use of the shunt capacitance was also proposed. Furthermore, the comparison between the simulation and measured results validated the equivalent circuit model, coupled bends with compensation capacitance patch, and analysis approach.     

Design of a wideband common-mode filter using approximate closed-loop pattern of compact C-shaped defected ground structure

A compact common-mode filter is proposed to suppress common-mode noise for application of high-speed differential signal traces. The filter adopts one big C-shaped defected ground structure (DGS) cell in the left of ground plane and two small C-shaped DGS cells with opposite direction in the right of ground plane. Because these DGS cells have different dimensions, the filter has three adjacent equivalent resonant points, which can suppress wideband common-mode noise effectively. The left C-shaped DGS and its adjacent C-shaped DGS cell form an approximate closed structure, which can efficiently reduce the influence of the mutual capacitance. The filter provides a common-mode suppression from 3.6 GHz to 14.4 GHz over 15 dB while it has a small size of 10 mm10 mm. The fractional bandwidth of the filter is 120%, and the differential signals still keep good signal integrity. The experimental results are in good agreement with the simulated results.     

一种基于传输线理论的新型GHz共模噪声抑制电路

基于传输线理论提出一种新型GHz宽阻带共模噪声抑制电路。利用双线传输线模型建立奇、偶模等效电路,在宽频带范围内准确预测了该电路结构的性能。实验结果表明:在1.9-4.5GHz频段内共模噪声抑制深度超-10dB,共模阻带相对带宽达81%;在dc-6GHz频段内差模插损小于3dB且差模信号群时延抖动较小,表明该结构可以很好地保证差模信号传输的信号完整性,性能优良。     

基于Multisim的差动放大电路的性能研究

差动放大电路的主要作用是抑制共模信号和放大差模信号,因而具有良好的温度和噪声特性,是集成运放的重要基础。为了在实际中更好地应用差放电路,这里对长尾式和恒流源式差动放大电路不同接法的特征参量,如共模抑制比、温度特性、传输特性等分别进行了仿真分析。运用Multisim进行仿真比较,可以方便观测不同电路的性能特点,有利于根据具体电路的设计指标选择合适的差放电路结构形式。     

Coupling between differential signals and the dc power-bus in multilayer PCBs

Differential and common-mode transfer impedances are proposed herein to analyze noise coupled to (from) the dc power-bus from (to) via transitions in differential signals. Expressions for the two transfer impedances in terms of conventional single-ended transfer impedances are derived and verified through measurements, full-wave finite-difference time-domain (FDTD) simulations and an analytical cavity model. Some properties of the differential and common-mode transfer impedances are investigated to facilitate engineering design. The impact of signal current imbalances on power-bus noise and the benefit of differential signals as compared to single-ended signals are quantified.     

磁光盘数据信道不对称性对其噪声抑制能力的影响

针对磁光数据存储系统．研究了差分读出信道的结构不对称性对其噪声性能的影响。研究中发现,差分信道抑制共模噪声的能力取决于信道参数的匹配程度。另外还发现．信道结构不对称将导致信道在读取数据“１”和数据“０”时．信道的噪声强度不同。     

并行传输线共模泄漏的等效场-线耦合数值模型

针对并行传输线间感性和容性耦合计算问题,该文提出并行传输线等效场-线耦合亚网格时域有限差分(FDTD)数值模型,模型更适合非均匀介质等复杂情形的耦合串扰求解,且具有更为简洁的数值计算形式。利用该等效场-线耦合数值模型,对并行传输线间共模电磁信息泄漏进行模拟仿真和实验测试,时域模拟和频域实验结果均表明,该模型可以有效刻画并行传输线共模电磁信息泄漏发射特性。