高速系统的信号完整性研究

为了解决高速系统PCB设计中的信号完整性问题,从信号线的传输线效应、电路间的串扰效应、同步开关噪声、电磁辐射干扰、电源完整性五个方面分析了信号完整性问题产生的原因,提出了工程应用中的相应解决措施,给出了基于Cadence软件高效的高速系统PCB的设计方案。     

高速PCB板的电磁兼容设计

以某一嵌入式系统核心PCB板设计为例，介绍了电磁兼容的基本概念及一些高速PCB板设计的基本知识，着重分析了无高频器件时高速PCB板设计中存在的电源系统干扰、地线噪声干扰和信号线阀的串扰等电磁干扰，并分析了这些电磁干扰产生的主要原因，从PCB总体设计和元器件布局、布线等方面考虑，对可能存在的这些干扰，提出了防止和抑制方法以及一些提高PCB板电磁兼容性的具体措施；在工程实践中证明这些方法和措施有效可靠。     

电源与地平面间谐振电压噪声和阻抗特性仿真

多层PCB板中的电源与地平面间的谐振效应会引发电压噪声及电磁辐射问题。利用Cadence Sigrity软件,从电源和地平面间谐振电压噪声和阻抗特性两个维度对谐振效应进行了评估。通过控制变量,对比不同PCB设计下的仿真结果,发现增加去耦电容、减小平面间距和合理的平面分割方式可以降低谐振效应。     

高速PCB设计经验与体会

高速PCB设计已成为数字系统设计中的主流技术,PCB的设计质量直接关系到系统性能的好坏乃至系统功能的实现。针对高速PCB的设计要求,结合笔者设计经验,按照PCB设计流程,对PCB设计中需要重点关注的设计原则进行了归类。详细阐述了PCB的叠层设计、元器件布局、接地、PCB布线等高速PCB设计中需要遵循的设计原则和设计方法以及需要注意的问题等。按照笔者所述方法设计的高速复杂数模混合电路,其地噪很低,电磁兼容性很好。     

高速数字信号在PCB中的传输特性分析

首先分析了PCB板走线损耗特性,建立分析模型并进行了数值仿真计算,得到了一些有益的结论;然后对PCB走线串扰特性进行了研究,给出了相应的等效电路模型,分析了护卫接地技术中接地孔对串扰抑制的影响.分析结果表明,科学设计护卫接地可以有效地改善PCB走线所引起的串扰,为实现高速数字电路设计打下了基础.     

高速PCB板设计研究

在高速PCB板设计中,既需要兼顾信号完整性,保证信号质量,又需要针对EMI干扰,按照减小电磁干扰的要求进行设计,甚至还需要考虑静电放电的保护等要求。文中针对以上高速PCB设计要求,按照PCB的设计流程,研究了PCB的叠成选择,元器件的分组和布局,PCB的布线理论等方面的高速PCB板的设计技术。     

PCB板设计中的接地方法与技巧

本文分析PCB印刷电路板信号接地设计中产生接地噪声及电磁幅射的原因和对策.并通过单点接地、多点接地、混合接地、模拟电路接地、数字电路接地介绍了PCB印刷电路板接地的设计思路、设计方法与技巧.     

HDMI高清音视频系统的高速PCB的研究及实现

为了能够消除高速PCB技术中信号完整性的问题,需要在高速PCB设计过程中解决时序、噪声、电磁干扰等关键问题.研究了HDMI高清音视频系统的高速PCB设计过程中出现的串扰、电磁干扰、振铃和电源完整性等信号问题,提出削弱或消除以上噪声的方法.用Altium Designer,PADS软件绘制电路原理图和PCB,借助Hyper Lynx和ADS仿真软件进行前端和后端可靠性验证,最后通过对完成布线的PCB进行信号完整性验证.测试结果表明此方案设计的HDMI高清音视频系统工作稳定,在智能设备的升级替换和建设方面有重要的借鉴作用.     

键盘按键信息的近场截获研究

计算机键盘在正常工作时会伴随产生电磁骚扰噪声,未授权人员若窃取这些电磁噪声经分析处理便可还原键盘的按键信息.经测试发现键盘的电磁辐射主要来自键盘内的印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)及接口电缆互连结构,在连接处产生共模电压源并激励PCB板和接口电缆构成的共模回路向外发射电磁波.通过建立理论模型,分析了键盘产生伴随电磁辐射的机理,并基于该模型对PCB板-电缆互连结构进行了定量计算及电磁全波仿真.用实验的方法在近场截获了键盘的按键信息.实验结果表明:计算机键盘伴随产生的电磁骚扰噪声中含有按键信息并可在近场被截获.     

大功率声光Q开关驱动器电磁兼容设计

介绍了声光Q开关驱动器的工作原理,讨论了其电磁兼容设计的必要性。从元器件选取、印制电路板(PCB)设计、滤波、接地及屏蔽等方面给出了具体设计方法。采用该方法设计的驱动器电磁辐射明显改善。在同等工作条件下,工作频率的电磁辐射减小了14dBm。     

Electromagnetic interference (EMI) reduction from printed circuit boards (PCB) using electromagnetic bandgap structures

As digital circuits become faster and more powerful, direct radiation from the power bus of their printed circuit boards (PCB) becomes a major concern for electromagnetic compatibility engineers. In such multilayer PCBs, the power and ground planes act as radiating microstrip patch antennas, where radiation is caused by fringing electric fields at board edges. In this paper, we introduce an effective method for suppressing PCB radiation from their power bus over an ultrawide range of frequencies by using metallo-dielectric electromagnetic band-gap structures. More specifically, this study focuses on the suppression of radiation from parallel-plate bus structures in high-speed PCBs caused by switching noise, such as simultaneous switching noise, also known as Delta-I noise or ground bounce. This noise consists of unwanted voltage fluctuations on the power bus of a PCB due to resonance of the parallel-plate waveguiding system created by the power bus planes. The techniques introduced here are not limited to the suppression of switching noise and can be extended to any wave propagation between the plates of the power bus. Laboratory PCB prototypes were fabricated and tested revealing appreciable suppression of radiated noise over specific frequency bands of interest, thus, testifying to the effectiveness of this concept.     

HDI PCB的地平面设计

高密度印制电路板(PCB)设计中,地平面直接影响着整个电路性能和电磁兼容性能.该文基于3G无线终端电路实例,深入研究了高密度互连(HDI)PCB中的地平面设计,并提出了地平面的分割和缝合法,以及全屏蔽措施.采用该设计可以降低PCB中杂散电感引起的噪声,有助于降低信号间串扰、反射和电磁干扰.     

高速PCB电源完整性研究

一块成功的高速印刷电路板(PCB),需要做到信号完整性和电源完整性,首先必须降低地弹.为了滤除地弹骚扰,推荐在电源/地平面对上,安放去耦电容。     

Quantifying EMI resulting from finite-impedance reference planes

Parasitic inductance in printed circuit board (PCB) geometries can detrimentally impact the electromagnetic interference (EMI) performance and signal integrity of high-speed digital designs. This paper identifies and quantifies the parameters that affect the inductance of some typical PCB geometries. Closed-form expressions are provided for estimating the inductances of simple trace and ground plane configurations     

PCB设计中同步开关噪声问题分析

印刷电路板设计中的同步开关噪声问题是现代高速数字电路应用的瓶颈之一。介绍了一 种在电路板上施加同步开关报文和温度应力的可靠性测试方法,该方法可以有效暴露电路 板上的同步开关噪声问题。借助噪声测试和阻抗分析手段,对一个由该方法发现的异常问 题进行了分析,通过优化去耦电容和电源平面阻抗,抑制了电路板上的同步开关噪声, 问题得到了完美解决。最后,给出了一些在PCB设计中抑制同步开关噪声的方法和建议。     

汽车电子PCB的电磁兼容设计

对PCB进行电磁兼容设计的目的不仅能保证线路板上的电路正常工作,而且要减小线路板的电磁辐射和对外界干扰的敏感度。文章对PCB上电磁干扰的产生机理进行分析,并给出了一些抗干扰措施,最后用实例来简要说明PCB布线对电磁兼容性能的影响。     

基于电路参数模型的辐射电磁干扰噪声预估方法

针对Hubing电流驱动模型中认为电流在辐射线缆中是均一分布的, 幅值和相位保持不变即未考虑辐射线缆共模电流频率效应给辐射电磁干扰噪声预估带来的误差的问题.文中利用电流传输波动特性建立了辐射线缆长度与共模电流波长为同一数量级时的辐射线缆共模电流分布模型, 并设计电路模型进行测试预估.实验结果表明:采用文中方法预估辐射电磁干扰噪声与Hubing电流驱动模型预估方法相比能提高20.12 dBμV/m, 更加接近标准暗室测试结果, 从而为辐射电磁干扰(Electro Magnetic Interference, EMI)测试与分析提供理论依据.     

北斗船用接收机电磁兼容电路设计与研究

随着我国北斗二代卫星导航系统的运行,北斗船载接收机的研究也取得了丰硕的成果.对船用接收机的性能要求也提出了更高的要求,尤其是电磁兼容性能.首先介绍了抗电磁干扰的接收机总体设计原理,分析了船上电磁干扰源以及如何对北斗接收机造成干扰;提出了船载北斗导航接收机在系统设计时的电磁干扰优化措施;从系统关键电路原理设计、PCB设计的源头上应用电磁兼容理论降低各种干扰;在电源端口处采用串接前级抑制干扰滤波元件抑制噪声对系统电源的干扰.通过分析导线阻抗、传输信号的反射干扰、线间干扰、辐射干扰等来指导PCB的设计,并给出了PCB设计样图.以上的各种举措可以提高北斗船载接收机的电磁兼容性能.     

凌动平台图形终端的电磁兼容设计

高速电路的高频辐射和信号完整性问题极大地影响了电子设备的电磁兼容性。本文从高速电路的传输特性入手分析讨论影响电磁辐射的几大因素,以凌动（ATOM）平台图形终端为例,给出了印制板设计上的可行方案,验证了高速电路电磁兼容设计的基本原则。