电源去耦方式对数字电路板级EMC性能的影响

从数字电路PCB馈电网络等效电路和CMOS门电路模型出发,提出数字电路瞬态切换时负载阻抗变化导致板上电源系统的△I噪声,并依照阻抗匹配和信号完整性要求,提出采用阻尼的LC去耦网络,在不降低输出信号完整性要求的情况下,一方面可以降低电源系统的△I噪声,另一方面还将噪声电流从PCB板上的配电网络转移到IC电路的局部,降低辐射噪声.计算和仿真结果证明了分析的正确性,可作为设计依据.实验结果验证了LC去耦网络能显著减轻辐射干扰(RFI).     

高速实时系统中PCB板级信号完整性分析与仿真

随着高速电路的发展,信号工作频率不断提高,在PCB设计中对信号完整性的分析尤为重要.本文对影响信号完整性的因素,传输线特性、信号的反射及串扰、差分走线及阻抗等进行了比较系统的分析,并通过PCB板层堆叠与阻抗匹配、信号线阻抗匹配和PCB布局方案等手段,获得了满意的仿真和实际效果.     

基于四线旋转变压器及AD2S1200的叉车线控转向永磁同步电机角度解码研究

基于四线式旋转变压器及AD2S1200芯片对叉车线控转向永磁同步电机的转子角度解码展开研究。设计功率放大电路对AD2S1200芯片输出的正弦波信号进行放大和滤波作为旋转变压器的正弦励磁信号,将旋转变压器输出单端包含角度信息的正、余弦信号经调制电路处理成AD2S1200需要的差模输入信号。通过Freescale DSP芯片MC56F8367经接口电路获取转换后的角度信息,利用一种数字滤波方法对角度信息进行处理,最终获得永磁同步电机转子位置角度。实验证明,解码角度准确、波形平滑、实时性好,能够满足叉车线控转向永磁同步电机控制需求。     

高速数据采集模拟通道设计相关问题的研究

基于数据采集系统模拟通道的设计要求,针对高速模拟通道中元件的寄生参数、电源噪声和PCB板上的高频串扰等实际问题进行研究.采用阻容网络实现宽带信号的准确衰减,保证了通带内幅频特性的平坦度;采用宽带缓冲器件LH0033实现了阻抗变换,使用BNX005对电源进行EMI滤波,通过合理地线布局,减少高频信号在地线上的耦合,有效抑制了噪声,提高了模拟通道的抗干扰能力.实验结果表明采取上述措施后,50MHz的增益衰减由-2.5dB变为-0.26dB,电源噪声和信号噪声明显降低.     

电子仪器PCB设计中EMC技术的应用

以数码录音机设计为例,介绍应用PROTEL99SE软件进行PCB布板设计的方法,对PCB设计中的电磁兼容性、信号完整性和电源完整性、热设计以及静电放电防护等技术问题进行论述。通过对应用EM78860微处理器、DL16521数字信号处理器进行数码设备设计过程的介绍,给出电子仪器产品PCB设计的优化建议。     

基于公共时钟同步的系统时序分析与控制

随着系统时钟频率不断提高,时序在高速数字系统设计中越来越复杂。为保证系统能正常稳定工作,必须在PCB设计之初就进行精确的时序分析和控制;同时信号完整性问题对时序的影响越来越严重,信号完整性问题需在时序设计的同时解决。对公共时钟同步系统的时序进行了详细的分析,并针对一嵌入式系统,采用Cadence仿真工具SPECCTRAQuest进行信号完整性仿真优化及时序分析计算,得出了控制系统工作时序的约束。这一设计方法也适用于其他高速数字系统的时序设计。     

基于I~2C总线的电源热量管理的设计与实现

本文设计并实现了一种基于I~2C总线的电源热量管理电路。基于I~2C总线的电源温度检测可以实现由多个电源模块组成的电源系统的热量管理,抗干扰能力强且电路简洁,为电源的热量管理提供了有效的实现途径。     

PCB Layout对电子产品EMC性能的影响

介绍了印制电路板(PCB)与外部电路、PCB内部之间的信号耦合,分析得出:PCB级电磁兼容性(EMC)设计的关键是板内信号参考地的设计。以双面板为例阐述了多层板进行叠层安排设计时应遵循的原则,给出了利用PCB Layout来控制PCB中关键寄生参数以防出现信号间串扰的方法。对数模混合电路中数字电路的内部噪声对低电平模拟信号的影响及分地的意义加以说明。提出了PCB设计时防止信号串扰的去耦和滤波方法及在多块PCB板互联时,规避电磁屏蔽(EMS)和电磁干扰(EMI)风险的方法。     

差分对信号完整性分析

在高速数字电路设计中,差分对传输线可以有效地提高信号质量。应用Cadence软件与IBIS模型对三星S3C6410硬件印制电路板（PCB）中的移动DDRSDRAM进行了差分时钟信号完整性（SD及“眼图”仿真设计。以布线前仿真为指导寻找较优的阻抗控制布线策略,用布线后仿真来验证实际布线的信号质量。仿真结果表明：合适的阻抗控制有利于差分对信号质量的改善。该设计方法对差分对及sI设计具有借鉴意义。     

直流电机调速系统电磁兼容设计

分析了基于CW1525A芯片的直流电机调速系统中产生的电磁干扰;讨论了PCB的电磁兼容设计,即电路的合理选择和布置、妥善安排地线、正确应用屏蔽和合理利用滤波技术等,特别是全过程都应重视电磁兼容设计,以保证调速系统的电气性能和可靠性.     

板级互连线的串扰规律研究与仿真

串扰是高速电路板设计中干扰信号完整性的主要噪声之一;为有效地抑制串扰噪声,保证系统设计的功能正确,有必要分析串扰问题。针对实际PCB中互连线拓扑和串扰的特点,构建三线耦合均匀传输线模型,采用信号完整性仿真工具HyperLynx进行PCB布线前的LineSim串扰仿真,详细分析了高速PCB中多种因素：耦合长度、耦合间距、信号上升时间、介质厚度、端接等对近端和远端串扰宽度和幅值的影响;最后总结了串扰宽度及其幅值的变化规律,可有效的指导PCB设计中减小串扰噪声。     

高速信号仿真在定位接收机设计中的应用

本文主要讨论高灵敏度卫星导航接收机的组成和概要设计。分析了数字电路设计中常遇到的信号完整性问题。着重对传输线阻抗和串扰效应进行了理论分析,运用Cadence公司的ALLEGRO PCB SI GXL软件给出了层叠等的设置方法和一些重要信号的分析仿真。将高速数字设计的理论分析与实际应用相结合,在卫星定位接收机主板设计中得到验证。     

新型时钟管理电路模型分析与参数设计

现今,电子产品的功能越来越复杂,随之而来在电路板设计中会选用多种类型芯片,比如微处理器、ADC、存储器、接口芯片等。这种情况下就需要时钟管理电路实现对多路时钟在频率、相位、占空比、抖动指标上的管理,为每种芯片提供不同属性的工作时钟。本文提出一种基于时钟芯片的新型时钟管理电路,进行总体方案设计,重点对电路中的锁相环的重要环节模型及电路整体模型进行分析,归纳了电路参数选择方法及其与系统指标之间关系,为最终电路详细设计和程序配置的提供参考依据。     

GPS同步时钟及其在火电厂自动化改造中的应用

介绍了基于GPS的时钟同步PC卡的研制及其应用，基于GPS技术，利用W77E58单片机，ISA总线，PC机BIOS时钟中断和程序常驻内存技术，成功地解决了在不影响原系统正常运行的情况下，利用GPS时间来同步不同系统时钟这一技术难题，介绍了GPS的PC卡硬件电路设计，结合火电厂的自动化技术改造实例，利用GPS技术来进行分布式控制系统，数字式电液调节系统及事故追忆系统的时钟同步，阐述了时钟同步改造方案的基本思路和技术方案，给出了与现有控制系统进行软硬件接口的设计方法。     

电能表射频电磁场辐射抗扰度试验技术研究

为解决电能表射频辐射抗扰度试验难以通过的问题,在对一款基于71M6512芯片的单相电子式电能表进行试验,诊断分析并整改成功的基础上,总结提出一些针对性的解决方案,该方案要求在PCB板设计初期,要结合使用芯片的情况注意对芯片辅助电路、开关电源及时钟晶振电路等进行优化设计,对于拓展电能表企业生产和设计思路,提高电能表产品质量,增强电能表运行的可靠性,具有重要的现实意义。     

微型数控铣床开发平台运动控制卡的设计

根据开放式系统的设计理念,开发了微型数控铣床的运动控制卡系统。首先,对运动控制卡的功能及硬件结构进行详细设计;然后,根据功能需求将控制卡分成DSP系统、主轴电动机控制系统、XYZ轴步进控制系统及双端口RAM通讯系统进行详细设计;最后,根据设计原理完成控制卡的PCB图和电路板的设计加工调试工作。该运动控制卡已在微型数控铣床开发平台上实验成功,其设计方法对今后运动控制系统的设计具有较高的参考价值。     

远距离不停车刷卡停车场管理系统

通过对停车场情况的分析,针对内部停车场和持永久卡的车辆提出了一种IC卡结合蓝牙无线通讯方式的远距离不停车刷卡停车场管理系统设计方案.包括主机模块、蓝牙模块、存储器模块、处理器监控模块、显示模块、时钟模块等,主要介绍了蓝牙模块、存储器模块和处理器监控模块的电路设计.通过蓝牙模块可以实现不停车刷卡,读取IC卡资料,与主机通讯,并且使用处理器监控模块监控电源等工作情况,确保系统正常运行.     

基于PCI的高速数字信号发生卡设计

本文以高速串行测试信号传输为例,介绍了基于PCI总线的高速数字信号发生卡的设计方法。信号发生卡的数据存储在PC机硬盘中,通过PCI总线将待发送数据写入在发生卡的存储设备SRAM中,在FPGA的逻辑控制下,并串变化或通过转换芯片后以串行的方式高速的输出为设备测试提供标准或非标高速测试数字信号。本文从硬件设计,FPGA设计以及驱动开发3个方面详细阐述了信号发生卡的设计方法。该信号卡已运用于工程实践中,为设备测试提供准确的异步串行以及高达百兆的非标串行数字测试信号。     

基于GPS的同步时钟研制及其在电力系统中的应用

介绍了基于GPS 的时钟同步PC卡的设计与应用.基于GPS技术,利用80C320高性能单片机、PC机PCI总线、BIOS时钟中断和程序常驻内存技术,成功解决了在不影响原系统的正常运行的的情况下,利用GPS时间来同步不同系统时钟这一技术难题.详细介绍了GPS同步时钟PC卡的硬件电路设计和软件编程方法.最后介绍了该GPS PC卡在湖北某热电厂不同控制系统之间时钟同步方面的应用.     

Practical issues in high speed PCB design

Current high-speed PCB (printed circuit board) designs need extra care due to the frequency of operation and reduced rise time signals. We present the main issues and parameters that a PCB designer has to consider and analyze before a board layout is created. First order approximation equations for various parameters are presented, based on the geometry of the PCB traces. Some useful design practices are also mentioned. As the speed of operation increases, the variables that are neglected in the lower frequency/higher rise time situation become more significant. Such parameters increase the complexity of the design. Three-dimensional analysis becomes a must to calculate and model interconnects accurately. This is where field solvers and the role of the signal integrity engineer come into play.