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。     

PCB传输线间串扰抑制方法分析

研究数字电子技术设备中,串扰是印刷电路板(PCB)上电磁兼容的重要内容之一.为了抑制PCB传输线间串扰,提高系统信号准确性,消除噪音,通常在传输线间插入一列用金属填充的、顶端用微带连接的接地柱线(简称保护带).由于加有保护带的传输线系统结构复杂,理论分析比较困难,利用网络级联的方法对加有保护带的传输线建模进行分析.计算分析结果表明,加入保护带能有效地抑制线间串扰,保护带参数(接地柱间距、半径)的变化对串扰抑制有明显影响.研究对工程中正确设置保护带以降低串扰提供了必要的参考.     

数字图像压缩系统的信号完整性分析

针对TI高性能DSP TMS320C6414为核心处理器的实时数字图像压缩系统,进行了高速电路设计,分析了多层高速印刷电路板设计中影响信号完整性和实时压缩系统正常工作的相关问题.运用hyperlynx软件,解决了信号的反射、振铃和串扰等问题.并给出了设计印刷电路的具体参数,有效地抑制了实时数字图像压缩系统中的电磁干扰.     

数字系统中串扰的预测

目前使用的数字逻辑电路有与组装互连延迟相当的延迟时间。在高速情况下,电路的互连不再是简单的短路,而呈现传输线特性。与传输线相关的现象,即由反射和串扰引起的额外的电压和电流,称之为互连噪音。在近来的文献中,对于反射和用于控制反射的传输线端接提供了充分的资料。然而,由于缺乏有关文献,串扰仍是数字系统设计者感到有些神秘的问题,致使系统设计过于谨慎,甚至更坏,使系统不能工作。尽管广泛地用ECL 和肖特基TTL 设计中型计算机,但是大型主机电路仍然趋向于选择     

微带线间远端串扰下电路板故障信号检测

在高精度电路板上,电路上的微带信号线路相邻很近.在工作中,由于线路过于接近,形成较强的微带线间远端串扰.这种串扰对电路本身的故障信号的波形造成感染,使得故障信号形成非正常的信号衰减形变.传统的电路故障检测方法在微带线间远端串扰的影响下,对衰减信号提取出现较为明显的失真,为后期的故障信号判断带来难度,降低了故障检测的准确率.提出一种关联信号特征提取的微带线间远端串扰下电路板故障信号检测的优化算法.利用小波变换对微带线感染信号进行滤波,利用卡尔曼算法对故障信号的主成分进行提取,运用主成分的差异特征完成了电路板的故障信号检测.实验结果表明,利用优化算法进行微带线间远端串扰下的电路板故障信号检测,能够极大的提高对故障信号检测的准确性.     

基于高速嵌入式系统的信号完整性分析

提高信号完整性、减小串扰和反射是高速电路系统设计能否成功的关键.本文基于以ARM1176JZF-S S3C6410为核处理器的嵌入式开发系统,对高速电路进行了研究.通过信号完整性仿真分析,解决了DDR SDRAM差分时钟信号的反射问题和视频输出信号的串扰问题.     

信号完整性分析及仿真

现代科技飞速发展,高速数字电路已成为主流。随着系统工作频率和集成度的提高,信号完整性问题在高速数字电路设计中是至关重要的问题,本文对信号完整性中的反射和串扰两个方面进行了研究,并采用Cadence_Allegro工具设计了简单的数字仿真电路进行仿真分析,分析了解决反射的四种方法和解决串扰的两种方法,并在实际设计电路中进行了实践,表明仿真结果和实际应用一致。     

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。     

卫星多通道遥测选通电路抗串扰设计

卫星多通道遥测选通电路抗串扰设计方案优化了级联方式多路开关电路,可以解决第一级多路开关同时选通多路遥测造成的线间串扰问题。卫星多通道遥测选通电路抗串扰设计方案同时优化了模拟量遥测运放输出接口电路,可以通过匹配电阻减小模拟量遥测传输线间串扰电压。     

双绞线串扰仿真模型研究

双绞线凭借较好的抗干扰特性在水下自航器中被广泛使用,而水下自航器紧凑而狭小的结构要求其内部大量的线缆成束敷设,这使得线缆串扰问题成为其系统电磁兼容性设计的一个关键考虑因素;采用传输线理论,建立了双绞线电路之间的串扰仿真模型,并进行了试验验证;仿真结果与试验数据具有良好一致性,充分表明传输线模型可有效地完成双绞线串扰预测,可为水下自航器线缆布局的电磁兼容性优化设计提供理论指导。     

基于HFSS的差分信号回流路径设计与仿真

为满足高速电路中差分信号对信号线的低反射与高传输的设计要求，通过对差分信号线的电磁场分布与耦合情况的理论分析，提出了差分信号回流路径的一种优化方案，并给出了建模仿真的方法。运用三维电磁仿真软件HFSS通过在模型中设置参考平面、过孔相关信息等操作分别对差分信号的回流路径进行设计与仿真，利用S参数及模型电场分布分析差分信号的信号质量。仿真结果表明，本优化方案能够有效降低信号线的反射，提高信号线的传输性能与信号完整性。     

一种实用的新型高压无线核相装置的设计

提出了一种无线方式对高压线路不同相之间的相位进行间接检测的新方法,该方法主要利用无线电理论．电磁波在天线电感线圈上可以感应出相应电动势的原理,并利用串联谐振电路和窗口比较器等电路实现对相位进行采集。发送装置将具有相位信息的信号调制后通过无线方法发送到接收装置,接收装置通过解调和比较电路测量出了两条被测线路之间的相位差,实现了对高压线路相位的检测。     

DVI接口电路设计中信号完整性研究

DVI接口的数据传输信号频率已接近微波波段,在如此高频率的数据通讯中会表现出典型的传输效应和大线效应。本文就DVI接口电路设计中的几个最为关心的信号完整性进行讨论,并给出实际电路设计中的解决方案。     

Characterization of coplanar strip lines on dielectric boards for RF and microwave applications

We report the characterization of coplanar strip (CPS) transmission lines on dielectric boards at millimeter‐wave frequency up to 40 GHz. The CPS line was analyzed and simulated using computer‐aided design tools. Many CPS lines were built on RT/Duroid board and the measured attenuation is as low as 0.8 dB/cm at 30 GHz. CPS lines of various electrode width and width‐to‐gap ratios were measured to obtain key design guidelines. The CPS line has both the signal and ground electrodes on the front surface of the board. In contrast to the microstrip line, the CSP line does not include the backside of the board as a part of the transmission line. Thus, the backside can be left open as dielectric or metallized. The backside condition can affect the wave propagation if it is too close to the electrodes. We simulated and measured the attenuation coefficient, line impedance, and electrical field distributions for different backside conditions. Our results clearly indicate that the CPS line is an attractive transmission line on the board level in millimeter electromagnetic waves applications. Its applications can be extended to microwave and millimeter‐wave integrated circuits. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Int J RF and Microwave CAE, 2008.     

消防应急通信网络电磁波穿透特性分析

在发生火灾时,为了使消防救援迅速有效地实施,指挥员需要实时了解每一个消防员在火灾现场的位置,并进行指挥作业.但是消防通信信号受到建筑物等环境的影响而衰减,影响通信的效果,因此需要研究复杂建筑中电磁波的穿透特性,以得到消防通信中所需要的最小发送功率.利用电磁波空间损耗公式计算电磁波通信信号在空间的传输损耗,并利用时域有限差分法计算通信信号通过墙体时的穿透损耗,结合这两种方法计算电磁波在复杂消防环境中的衰减情况.建立了3种消防通信的仿真模型,仿真结果表明,建筑物越复杂电磁波衰减越大,并通过计算分析得出消防信号最小的发送功率.     

地面对传输线的影响仿真研究

使用电缆传输信号时,常以地面作为传输回路,但是,地面的电气参数不同,对信号的传输效果和负载端设备的影响会有所不同.利用传输线理论,研究在电磁脉冲作用下,以理想地面和有损耗地面作为传输回路的单导体传输线负载端电流响应,获得了两种情况下传输线终端负载处电流的解.采用傅立叶变换和MATLAB仿真,对不同的大地电导率、外场入射角、导线距离地面高度等对传输线负载端电流响应的影响进行分析讨论,结果显示,有损耗地面较理想地面对负载端电流有很大的影响,因此适当增加返回地平面的阻抗有助于提高传输线的抗干扰能力.仿真分析结果为实际系统电缆耦合产生的干扰分析提供了理论依据,并具有一定的参考价值.     

大型施工机械带电作业安全报警系统

为了杜绝因吊车等大型施工机械触碰高压带电设备而引发人员伤亡和大面积停电事故,设计了大型施工机械带电作业安全报警系统。该系统包括基于最小安全距离保护的声光报警模块、基于电磁环境推断的安全保护声光报警模块、电场测量模块、距离测量模块、自平衡模块、供电电源模块、输入输出模块。考虑大型施工机械设备施工现场高压输电线路电压等级、高压输电线路导体分布方式、设备周围电磁环境、最小安全距离等因素,对500 kV单回三相输电线路下方电场强度分布情况进行了仿真计算,并选取某地VVV水平排列500 kV单回三相输电线路开展现场实验。仿真和实验结果表明,基于最小安全距离保护和电磁环境推断的双重保护大型施工带电作业安全报警系统可以有效保障带电作业人员人身安全,减少安全事故和经济损失。     

基于仿真的14Gbps高速通道设计与优化

信号传输速率是衡量高性能计算机系统的一项重要指标,随着现代高性能计算系统中的信号传输速率达到并超过10Gbps,快速提高的信号速率使得高速通道的设计面临严峻挑战。基于信号完整性仿真分析,对一款14Gbps高速通道进行优化设计。通过手动3D建模与真实模型提取的混合建模技术提高仿真速度,采用全通道协同仿真预测高速通道的整体性能和瓶颈,并重点对过孔、介质材料、线宽和线间距等进行仿真实验与优化,成功实现了14Gbps高速信号的稳定传输。     

高可靠性矿用分站的设计

矿用分站与传感器之间大多采用模拟信号传输方式,极易受井下电磁干扰的影响,降低了煤矿安全监控系统的稳定性和可靠性。针对上述问题,设计了一种与传感器之间采用数字传输方式的高可靠性矿用分站,详细介绍了该分站的结构、硬件及软件设计。测试结果表明,该分站通过了《AQ 6201—2006煤矿安全监控系统通用技术条件》中规定的抗干扰性能试验,具有较强的稳定性。