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。     

高速PCB中传输线串扰的研究与仿真

文章分析传输线串扰形成机理,使用Hyperlynx仿真软件构建串扰模型,分析影响近端串扰和远端串扰饱和的因素。仿真结果表明,传输线类型及耦合长度、线间距、攻击线数目、信号上升/下降时间、介质厚度、介电常数等因素对近端串扰和远端串扰均产生较大影响。最后在理论及仿真结果的基础上,总结出高速PCB设计中抑制串扰噪声的实用措施,具有一定的工程指导意义。     

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。     

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。     

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。     

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。     

高密度封装中互连结构差分串扰建模与分析

针对传统模型存在较大分析误差的问题,提出高密度封装中互连结构差分串扰建模与分析。在对互连结构差分传输线耦合关系分析的基础上,建立了四线差分结构串扰模型。运用该模型对互连结构差分串扰中的电阻、电容以及电感进行等效分析,解决高密度封装中互连结构差分串扰问题。经试验证明,此次建立模型平均误差为0.042,满足抑制高密度封装中互连结构差分串扰问题的精度需求。     

PCB板级双绞互连结构减小感性和容性串扰噪声

非屏蔽双绞线已经被广泛的运用于网络的互联中,双绞的结构能够提高对串扰和辐射发射的抵抗能力。在高速数字电路的PCB板上差分信号变得越来越多。随着上升时间的加快,差分信号的信号完整性问题变得越来越重要。最近,一种新的双绞差分传输线被引入到布线中。文章通过理论和仿真分析了这种双绞差分线结构如何减小串扰和辐射发射。     

“单端—差分”微带线串扰仿真分析

运用电磁场仿真软件分析"单端-差分"微带线结构的串扰问题。结果表明:增加单端干扰线和被干扰差分对的间距,可以同时减弱差分对的近端串扰和远端串扰;单端线和差分对间添加防护线可大幅减少远端串扰,且近、远端串扰均低于40 dB;改变防护线与单端干扰线及被干扰差分对的间距,差分对的近、远端串扰变化不大。     

平行差分线对间的串扰分析

在高速互连电子设备中,模块之间大多采用差分走线来进行信号传输。然而,不同差分线对之间的串扰会影响到电路性能。本文提出采用多导体传输线理论(MTL)分析差分线对间的串扰,推导了串扰的具体表达式,并结合实际的差分线对模型,将理论分析与CST PCB STUDIO仿真结果进行对比,验证了MTL理论应用于差分线对串扰分析的有效性。     

耦合传输线信道传输矩阵建模及串扰抵消效果分析

针对高速互连系统中传输线上的串扰问题,基于电磁耦合理论,研究了耦合传输线信道传输矩阵的性质,建立了以下两种情况的耦合传输线信道传输矩阵模型及其矩阵分解形式,分别是：（1）考虑受扰线两边各一条相邻微带线对受扰线的串扰;（2）考虑受扰线两边各两条相邻微带线对受扰线的串扰.给出了上述两种情况下基于耦合传输线信道传输矩阵分解形式的串扰抵消方案,并利用仿真工具ADS对其进行了验证.结果表明：信号抖动和失真大幅下降,串扰抵消效果良好,并且第二种情况下的串扰抵消效果优于第一种情况.该结果说明了在基于耦合传输线信道传输矩阵进行串扰抵消时,考虑两边各两条相邻微带线的串扰效果较好,对保持高速信号完整性具有一定的实际应用价值.     

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。     

防护布线的结构对PCB板级差分对之间串扰的影响

差分传输线具有低辐射和抑制共模噪声的优势,得到了越来越广泛的应用。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。文中针对使用防护布线的方法,讨论了三种不同结构的防护砸线,从场的角度对比了它们的电磁屏蔽效果,利用混模S参数分析了它们对于减小串扰噪声的作用。     

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。     

非均匀传输线间的串扰研究

应用时域有限差分法对非均匀传输线间的串扰耦合进行分析。基于细线散射的时域有限差分法分析非均匀结构时,采用阶梯式均匀传输线模型,对非均匀传输线进行分段逼近。针对不等长、线径变化、非平行线和交叉线4种情况分析其参数变化对串扰的影响。研究表明：不等长电缆超出部分长度对串扰耦合幅度影响较小,对谐振频率影响较大;电缆线径的变化对其串扰耦合影响较小;非平行线和交叉线的角度对电缆间串扰的影响较大。     

使用双绞差分结构减小印刷电路板上的串扰和辐射发射

随着发展的需要，高速数字电路PCB板上信号速度越来越快，由于差分信号有较强的抗干扰能力，因此用的得越来越普遍。但是，随着上升时间的进一步减小，差分信号的信号完整性问题也变得越来越重要。由于双绞的结构在一定程度上使得干扰相互抵消，从而提高系统对串扰和辐射发射的抵抗能力，因此，近两年来有一种新的双绞差分传输线被引入到布线中。本文从理论上分析了双绞差分线结构减小串扰和辐射发射的机理，并且通过建模仿真验证了其正确性．     

同轴电缆串扰的仿真计算与测试

鉴于互连系统中电缆的电磁干扰问题,首先论述了由传输线理论对同轴电缆串扰的计算仿真,进而根据此模型自制了同轴电缆电磁耦合测试装置,测试若干结构参数对同轴电缆串扰电压的影响,得出了同轴电缆的串扰电压大小随电缆长度、干扰源电压和频率的增大而增大,最后比较仿真结果和测试结果,基本上达到了很好的一致性,此测试方法和结论对电气工程师测试和解决电缆串扰问题具有一定的实用价值。     

同轴电缆串扰的仿真计算与测试

鉴于互连系统中电缆的电磁干扰问题,本文首先论述了由传输线理论对同轴电缆串扰的计算仿真,进而根据此模型自制了同轴电缆电磁耦合测试装置,测试若干结构参数对同轴电缆串扰电压的影响,得出了同轴电缆间串扰电压大小随电缆长度、干扰源电压和频率的增大而增大,最后比较仿真结果和测试结果,基本上达到了很好的一致性,此测试方法和结论对电气工程师测试和解决电缆串扰问题具有一定的实用价值.     

屏蔽腔体中多导体传输线串扰抑制的仿真研究

屏蔽腔体中的传输线串扰是典型的电磁干扰问题,消除或减少串扰是非常必要的。在此建立了腔体内多导体传输线的串扰模型,采用电磁仿真软件研究抑制传输线间串扰的方法,分析受扰线终端接有滤波器前后的串扰电压时频响应特性。仿真结果表明,传输线终端接上相应频带的滤波器,可以滤除传输线上除工作信号以外的干扰信号,为电子系统线缆电磁防护设计提供参考依据。     

基于Hyperlynx的变电站状态监测无线节点信号完整性仿真分析

在变电站状态监测系统无线节点PCB设计过程中,由于存在高速电路,所以不可避免的会遇到信号完整信问题.借助IBIS模型和HyperLynx仿真软件对无线节点中的关键信号进行了反射和串扰的仿真研究.在未进行任何抑制措施时,反射和串扰对信号的影响较大,上冲和下冲幅值远大于200 mV,串扰幅值最大为370 mV.通过串联端接和加大传输线间距、减小耦合长度,反射和串扰对信号的影响明显减小,满足了信号完整性要求.