一种消除交流激励多通道传感器信号线间串扰的有效方法

交流激励多通道传感器信号平行传输时,由于电磁场的存在不可避免地会产生线间串扰。基于平行传输线理论建立了多通道传感器信号线间串扰模型,对于相敏检波的交流激励多通道电感传感器信号处理系统,理论分析和仿真验证表明,采取各通道传感器激励信号频率差异化的措施后,可彻底消除多通道电感传感器信号线间串扰。     

基于时域特征的角位移传感器信号线间串扰方法研究

传统串扰方法计算得到的数据时域特征较弱,难以应用到不同的信号线间串扰问题分析中,为此提出基于时域特征的角位移传感器信号线间串扰方法.根据串扰基本原理,提取角位移传感器参数特性,通过相敏检波计算信号频率差异值,得到角位移传感器信号的时域特征,构建基于时域特征的串扰模型.设置单线、绞线以及屏蔽线三组不同的信号线,利用本文提出的方法和传统方法获取串扰数据.实验结果表明,两组方法可以获得角位移传感器与单线间的串扰;当端接电阻值增大到100Ω时,本文方法能够获得角位移传感器与绞线间的串扰;当测试角位移传感器与屏蔽线间的串扰时,本文方法可以获得具有对称性质的近端与远端串扰波形.     

经验模态分解算法在角位移传感器信号去噪中的应用

当多个角位移传感器工作在多个电平时,线路间的串扰会导致内部噪声,影响传感器信号输入和输出。设计了角位移传感器线间串扰信号的多层分解去噪方法。在计算角位移传感器信号线间的串扰电压后,分别计算电容耦合和电感耦合的总串扰电压。利用经验模态分解算法对传感器信号进行逐层分解后,得到一定量的残差项和信号分量（IMF）,并将其相加生成新的信号。重复分解计算产生新的信号,然后计算信号分量（IMF）中包含的串扰信号,并根据硬/软阈值消除串扰噪声。仿真结果表明,所设计的方法可以有效地消除角位移传感器线间串扰信号噪声的影响,使传感器采集的角位移测量电路的电压信号更接近无串扰的电压信号,从而保证角位移传感器信号的有效性。     

高速互连总线结构中多平行传输线间的串扰分析与控制

随着数字芯片和系统的时钟频率不断提高, 串扰成为高速互连系统设计、分析中不容忽视的严峻问题。为研究串行总线结构中多平行传输线间串扰的影响, 分析了电信号传输时串扰产生的机理, 采用信号完整性分析软件Hyperlynx, 构建了三平行传输线串扰模型和总线电路模型, 研究了不同模型中控制多平行传输线间串扰噪声的方法。仿真验证结果表明, 增加传输线间距、减小介质层厚度、进行端接匹配可以明显减小平行传输线间的串扰。最后提出了减小总线电路模型中抑制串扰噪声干扰的相应措施。     

基于隔离带方法的两平行微带线间串扰抑制分析

在实际工程中,由于PCB的物理尺寸逐渐趋向于小型化,系统布线趋向于密集化,设计人员很难对强信号线的干扰按照传统的串扰抑制准则进行设计;在此背景下,文章采用在强信号线两边各加一排顶端用迹线连接的接地孔(简称隔离带)的方法来对其进行屏蔽,以减少微带线间串扰;在模型建立过程中添加了微带线高度及接地平面厚度两个参数,完善了采用隔离带方法来抑制线间串扰的仿真模型,并通过Ansoft公司的HFSS软件验证了此方法是有效的;在隔离带参数设置上,仿真结果表明,通过改变相关隔离带参数S1、g、d、h可进一步抑制线间串扰。     

矩形谐振腔串扰抑制方法研究

在高速数字系统中,信号完整性问题越来越突出,信号速率和设计密度的不断提高使得串扰上升为主要因素之一。先研究了基于矩形谐振腔的串扰抑制方法;然后与三倍线宽方法(3W方法)和有过孔接地的防护线方法的对比分析表明,矩形谐振腔方法对微带线间近端串扰的抑制能力不理想,但对远端串扰的抑制非常有效,在频域仿真中远端串扰幅度可提高12 dB和8 dB,在时域仿真中远端串扰峰值分别为前两种方法的18.2%和23.1%;最后进一步研究了矩形谐振腔的结构参数（间距、长度和宽度）对远端串扰的影响,发现这三个参数存在一组最优值,能最大程度地减小远端串扰。     

应用防护线抑制非平行微带线间串扰的研究

针对非平行微带线间的串扰问题,研究了防护线对抑制非平行微带线间串扰的效果,提出了根据非平行微带线间边缘场的主要耦合区域应用防护线的方法;理论分析与仿真结果表明,与铺设同干扰线等长的防护线相比,采用在非平行微带线间边缘场的主要耦合区域使用防护线的方法可以在起到同等抑制串扰效果的情况下,节约一部分防护线及其相应的接地过孔;该方法提高了应用防护线的效率,有助于预留出更多的可用布线空间,同时也有利于降低印制电路板生产成本。     

高速芯片封装中多平行传输线的设计与优化

随着封装基板朝着高阶高密度方向发展,其信号完整性问题也日趋严重。为研究高速互连结构中反射、串扰等问题与封装基板类型、设计参数和传输线物理特性的相关性,改进了简单的二线平行耦合模型,采用三维电磁仿真软件构建了新的封装级三平行传输线模型,分析了陶瓷基板与有机基板上的传输线反射和串扰特性,研究了该结构下减小反射系数与串扰噪声的方法。仿真结果表明,封装基板上传输线反射系数S11与阻抗匹配程度相关,受信号线宽、厚度和介质厚度影响较大,且S11最小值在不同频率下匹配的最优线宽也不同,需根据不同信号频率具体选择。近端串扰系数受边缘场作用,与线间距密切相关,远端串扰系数受介质厚度影响较大,在相同条件下,远端串扰噪声一般小于近端串扰,对其评估时需结合基板上信号密度、基板材料特性和介质厚度具体分析。     

基于HyperLynx的电视跟踪系统信号完整性分析

在HyperLynx环境下,对反射和串扰这两种常见的信号完整性问题进行了仿真分析,提出了反射和串扰的抑制方案以及差分线的布线策略,在此基础上对以TS201为核心的电视跟踪系统的设计进行了改进。测试结果表明,在系统设计中进行有效的端接和合理的布局布线,可以提高信号的传输质量,避免和减小信号完整性问题。     

硬件电路信号失真解析方法在便携产品显示电路的应用

高速视频与指令数据由电子产品核心处理器发出,经FPC(柔性电路板)与PCB(印刷电路板)送至显示模组的传输过程中可能发生失真,应当对诸如信号间串扰、传输损耗、端口反射等性能参数作仿真验证。针对显示模组电路的特点讨论了面板source线(数据线)、gate线(栅线)性能验证时采用的仿真步骤,与规避信号失真的一些设计方法。提出的一种测试电路可调节电源上电时的电压上升速率、调节多电源之间上电时间差,用以验证显示模组的浪涌电流大小,同时考察显示模组对供电电源的适应性。     

多用户VDSL2系统远端串扰抵消算法

随着宽带接入网速率提升,VDSL2技术成为最后一公里的主流接入方式。用户数量急剧增加使传输线路之间串扰成为制约VDSL2系统性能的重要因素,线路之间串扰分为近端串扰（NEXT）和远端串扰（FEXT）,VDSL2系统采用正交频分复用调制技术,近端串扰可以通过滤波器滤除,远端串扰却无法消除。主要研究VDSL2系统远端串扰噪声消除的方法,提出远端串扰噪声如何进行评估和计算,推导出远端串扰噪声计算公式,通过公式可以计算出每条线路受到其他线路串扰噪声的大小,然后发送信号时通过串扰噪声预抵消运算,接收到的信号就能成功消除串扰噪声的影响,提高了接收信号的SNR值,进而提升了VDSL2传输速率。     

基于传递函数的高速互连线串扰分析

针对互连线系统在高速信号激励下产生的串扰问题,导出高速互连线的时域分布参数系统模型,建立从激励电压到攻击线末端和受害线两端电压相应的传递函数,从系统的角度研究串扰噪声问题。仿真结果表明了该方法的有效性,与数值方法相比更具有一般性。     

Crosstalk analysis of multi‐microstrip coupled lines using transmission line modeling

This article presents a new analytical method to predict crosstalk of a homogeneous terminated two microstrip coupled lines over a ground plane using transmission line theory. The derived formula is frequency and location dependent, which can be used to quickly estimate the crosstalk of a coupled line. Also, the effect of the geometrical parameters of the lines and load are included in the derived formula. Presented method can be used for the other types of coupled lines including lossy or lossless lines. To verify the accuracy of the introduced method, a few microstrip coupled line structures with different geometrical parameters are considered numerically and experimentally. The results of crosstalk based on the proposed analytical methods, simulation study using high frequency structure simulator and those obtained by measurements are reported and compared with each other. It is shown that our proposed method accurately estimates the amount of crosstalk for a two microstrip coupled lines.     

基于XDSL串扰噪声的应对技术分析研究

在DSL运行环境中,由于电缆内部线对间的非屏蔽而存在电磁耦合导致的串扰。串扰噪声造成XDSL速率下降甚至重训练,影响业务质量。本文对串扰导致的性能损失和导致重训练的原因进行分析并且就解决串扰导致稳定性问题的方法进行探讨。     

Energy reduction through crosstalk avoidance coding in networks on chip

Commercial designs are currently integrating from 10 to 100 embedded processors in a single system on chip (SoC) and the number is likely to increase significantly in the near future. With this ever increasing degree of integration, design of communication architectures for large, multi-core SoCs is a challenge. Traditional bus-based systems will no longer be able to meet the clock cycle requirements of these big SoCs. Instead, the communication requirements of these large multi processor SoCs (MP-SoCs) are convened by the emerging network-on-chip (NoC) paradigm. Crosstalk between adjacent wires is an important signal integrity issue in NoC communication fabrics and it can cause timing violations and extra energy dissipation. Crosstalk avoidance codes (CACs) can be used to improve the signal integrity by reducing the effective coupling capacitance, lowering the energy dissipation of wire segments. As NoCs are built on packet-switching, it is advantageous to modify data packets by including coded bits to protect against the negative effects of crosstalk. By incorporating crosstalk avoidance coding in NoC data streams and organizing the CAC-encoded data packets in an efficient manner, so that total number of encoding/decoding operations can be reduced over the communication channel, we are able to achieve lower communication energy, which in turn will help to decrease the overall energy dissipation.     

小电流接地系统选线注入信号的频率分析

注入信号法是广泛应用于小电流接地系统单相接地故障的选线方法,实际应用中由于接地故障电阻大,容易发生选线失败的现象。文章通过分析注入信号法的基本原理及注入信号的流通路径,借助Matlab仿真,研究了注入信号频率对选线效果的影响,得出了降低注入信号的频率可以减小非故障线路对信号电流的分流作用、提高注入法的适用范围和选线准确率的结论。     

Priority-Based Routing Resource Assignment Considering Crosstalk

Crosstalk has become one of the most critical concerns in very deep sub-micron era. This paper deals with the problem of crosstalk mitigation at both methodological and algorithmic levels. Noting that intermediate operations between global routing and detailed routing are very effective in crosstalk estimation and reduction, the authors propose to incorporate several intermediate steps that are separated in traditional design flow into an integrated routing resource assignment stage, so that the operations could easily cooperate to fully exert their power on crosstalk reduction. An efficient priority-based heuristic algorithm is developed, which works slice by slice. Crosstalk avoidance, and many other aspects that are critical in routing practice including congestion, vias, layer preference, etc., are taken into account. A track reservation strategy is adopted in the algorithm framework to compensate the undesired effects caused by sequential routing. Experimental results on a series of ISPD98 and industrial benchmarks show that the proposed approach is able to reduce capacitive crosstalk by about 70% on average without compromising completion ratio compared with a previously reported graph based algorithm, demonstrating the advantages of the approach.