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。     

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.     

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。     

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。     

不同差分传输线线形对信号完整性的影响

因为低辐射和对共模噪声有较好的抗干扰能力,差分信号被越来越广泛的运用。但是由于传输线的线形不一致,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。文中讨论了四种不同的差分线线形,利用S参数分析了它们的共模噪声,并提出了两种减小共模噪声的方法。     

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。     

印刷电路板差分线边缘布置的电磁兼容分析

利用有限元法对差分信号线置于板子边缘的不同距离进行分析,得出差模阻抗和共模阻抗的变化,并且分析了散射参数,提取了系统的SPICE模型,分析了该边缘效应引起的共模噪声的变化以及造成的系统损耗,得出差分布线距离电路板的最小长度,并对差分布线的设计规则提供指导.     

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。     

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。     

简易数字控制高速差分探头设计

设计了有源高速差分示波器探头,实现了差分输入、单端输出功能。同时,设计了一个用于测试该差分探头的差模信号源。该差分探头的设计采用TI公司提供的共模抑制比可达80dB的可控增益芯片VCA822,实现了双端信号转单端信号以及差分探头1倍和10倍档的设置功能。差模信号源的设计采用了高速和低噪声全差分运算放大器LMH6550,实现了完全对称的差模信号源输出且共模电压可调功能。测量实验证明了本设计系统稳定且差分探头具有高共模抑制比,探头在DC～20MHz频带内的增益起伏不大于1dB,完全满足一般高校电工电子实验要求。     

抑制共模噪声的SIW 平衡馈电差分缝隙天线阵*

提出一种利用差分天线在共模激励和差模激励下方向图不同来抑制共模噪声的方法,并基于该理论 设计了6×6 平衡馈电差分SIW 缝隙天线阵进行验证。该天线由6个宽边纵向SIW 缝隙天线子阵列组成。辐射缝隙 被设计为只在差模激励下辐射,达到抑制共模信号的目的。每个天线子阵采用平衡差分馈电方式,使用两个1分6 梳状功分器将6个子阵同时激励。整个天线使用标准PCB 工艺加工,为了测试共模和差模激励,分别设计了带有 180°相移的功分器和T型功分器用来生成差模和共模信号。在差模激励下,天线的最大增益为20.2dBi,S11幅值小 于-10dB 带宽为7.2%(39.6 ~43.8GHz),在共模激励下天线的最大增益为10.1dBi,在整个工作频段内S11幅值大于 -7dB。仿真和实验结果验证了该结构的SIW 缝隙天线对差模信号能够有效地辐射而对共模信号进行抑制。     

差分无源器件的设计

在现代无线通信系统中,差分电路相比单端电路而言具有更强的抗干扰能力,因此受到了国内外学者的广泛关注。文章介绍了混合模散射参数、差分器件设计中常用的微带线和缝隙线及两种传输线之间的相互转化,并介绍了基于微带线和缝隙线转换结构的两种全差分带通滤波器。两种滤波器分别实现了多频段和宽带的差模传输特性以及宽带的共模抑制特性。文章还给出了差分耦合器、差分功分器和差分天线等差分器件的设计。仿真与实测结果吻合较好,验证了设计方法的正确性。     

差模电压放大倍数的四种分析方法

差分放大电路的主要作用是抑制共模电平和放大差模信号,因而具有良好的温度和噪声特性,是集成运放的重要基础。为了更好地对差模放大倍数进行分析,文章总结出三种新的解法,即直接求解法、GmRout方法和戴维宁求解,可合计得到四种分析方法。便于学生有机地把电路理论的知识运用到模拟电路分析中,加深对差分放大电路的理解。     

具有高共模抑制特性的微带差分带通滤波器

该文提出了一款中心频率可调的三阶差分带通滤波器,该滤波器主要由1个折叠的枝节加载谐振器(FSLR)和1对折叠的平行耦合线结构来实现滤波特性,同时使用微带-缝隙线转换结构激励差模和抑制共模。与传统的微带滤波器相比,该结构的共模响应和差模响应无关,所以在不降低差模特性情况下实现了良好的共模抑制,使设计更灵活。该差分滤波器整体尺寸为26 mm×49.2 mm,中心频率为3 GHz,相对带宽可达28.67%,共模抑制水平优于37 dB。结果表明,实际测量结果与仿真结果基本吻合。     

基于平行耦合线的新型紧凑单端-平衡功分器

提出一种具有宽带共模抑制性能的新型单端-平衡功分器(SETBP)。该功分器由一对耦合线和两个隔离电阻实现,利用两个理想的180°相位逆变器实现差分输出端口,大大缩减电路尺寸至0. 0624λg×λg,实现了电路结构的小型化。差模和共模激励条件下两个平衡端口高度隔离,各端口匹配良好,在0.6～1.4 GHz 范围内可以有效抑制共模噪声。借助散射矩阵和传输线理论分析了所提出的功分器结构的奇偶模等效电路,得到关键参数。仿真和实测结果验证了该设计方案的可行性。     

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。     

一种快速求解波导模式瞬态响应的新方法

应用有限积分技术,构造出一种快速求解波导特征模瞬态响应的时域有限差分格式。应用该方法计算的结果与通常三维的时域有限差分方法计算的结果十分吻合，但该方法具有很高的计算效率。在新的差分格式下，通过人工添加损耗项，构造出一种新的损耗传输线模型；该方法改善了截断边界条件对虚假反射回波的吸收性能，使虚假的反射回波低于-60dB。     

Multisim 10在差分放大电路教学中的应用

本文介绍了如何应用Multisim 10仿真软件辅助讲授模拟电子技术教学中的难点章节“差分放大电路”。文章利用Multisim 10首先对差分放大电路进行直流工作点分析;接着介绍了测量差模电压放大倍数和共模电压放大倍数的方法;最后对单端输入情况和双端输入情况进行了实时比较。     

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。     

全差分运放中共模反馈电路的一种新接法

提出一种新的连接方法,利用一个简单的差分对,通过与差分信号共用信号通路,实现共模反馈电路,比传统方法节省了晶体管.并给出使用了这个共模反馈电路的一个高速、高增益、二级全差分运算放大器的设计实例.给出了理论分析和HSPICE的模拟结果.其共模回路的开环增益72dB,单位增益带宽34MHz,相位裕度是70°,增益裕度12dB.