高速PCB設(shè)計(jì)中串?dāng)_與反射的研究.pdf

1、隨著電子設(shè)備向重量輕、體積小、功能多的方向發(fā)展，作為電子設(shè)備不可或缺的印刷電路板PCB逐步走向高密度、高速度、多層化。高速度引起頻率升高導(dǎo)致高頻電磁場(chǎng)耦合，同時(shí)時(shí)鐘信號(hào)的上升沿與下降沿變的越來(lái)越陡，這將會(huì)引起信號(hào)在傳輸過(guò)程中出現(xiàn)反射、串?dāng)_、延時(shí)和地彈等一系列信號(hào)完整性問(wèn)題，從而導(dǎo)致電路誤觸發(fā)或接收數(shù)據(jù)出錯(cuò)等，小則引起電路板上芯片的損壞，大則導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓帶來(lái)不可估量的損失，其中由反射與串?dāng)_引起的信號(hào)完整性問(wèn)題最為嚴(yán)重?；诖耍菊撐膶?duì)高速

2、PCB設(shè)計(jì)中，造成信號(hào)完整性問(wèn)題的兩大因素-反射及串?dāng)_進(jìn)行了深入研究，本論文的結(jié)構(gòu)思路為：首先以高速PCB設(shè)計(jì)為背景，提出了一種基于有限差分法并利用共形技術(shù)求解PCB微帶線間分布電容參數(shù)的新方法，該方法提高了計(jì)算精度，降低了計(jì)算量；接著依托該新方法求得的電容參數(shù)，并結(jié)合互連線的分布參數(shù)特性研究了高速PCB設(shè)計(jì)中的反射與串?dāng)_問(wèn)題；最后結(jié)合前面理論分析，針對(duì)空間電磁干擾引起高速PCB微帶線間的串?dāng)_問(wèn)題，提出了一種基于CARSON互易定理計(jì)算

3、空間電磁干擾引起PCB微帶線間串?dāng)_的新方法，該方法避免了計(jì)算復(fù)雜的散射場(chǎng)，降低了計(jì)算量，提高了計(jì)算精度。具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　1.以高速PCB設(shè)計(jì)為背景，提出了一種基于有限差分法并利用共形技術(shù)求解PCB微帶線間分布電容參數(shù)的新方法，該方法提高了計(jì)算精度，降低了計(jì)算量，并依托該電容參數(shù)求解了微帶線的特性阻抗；分析了均勻傳輸線的分布參數(shù)模型，并得到了均勻傳輸線方程的解；將均勻傳輸線分布參數(shù)模型應(yīng)用于高速PCB設(shè)計(jì)中，分析了高速PCB

4、上常用的兩種傳輸線結(jié)構(gòu)，并研究了微帶線特性參數(shù)的求解；最后結(jié)合微帶線特性參數(shù)的求解過(guò)程，研究了帶狀線模型及其特性參數(shù)的求解，為下面分析高速PCB互連線上的串?dāng)_問(wèn)題提供理論基礎(chǔ)。
　　2.結(jié)合前面提出的新方法深入研究了高速PCB設(shè)計(jì)中反射與串?dāng)_的形成機(jī)理；接著對(duì)造成信號(hào)反射的因素進(jìn)行了理論研究與仿真，研究了不同的端接阻抗匹配對(duì)抑制反射噪聲的影響；與此同時(shí)對(duì)造成互連線間串?dāng)_的因素：相鄰兩條線間的互容與互感、互連線的長(zhǎng)度、信號(hào)上升時(shí)間等

5、進(jìn)行了逐一分析與仿真，并重點(diǎn)研究了防護(hù)布線對(duì)串?dāng)_噪聲的影響；最終分析了抑制反射噪聲與串?dāng)_噪聲的方法，為高速電路設(shè)計(jì)提供理論支撐。
　　3.結(jié)合上面理論分析與仿真，提出了一種基于CARSON互易定理計(jì)算空間瞬態(tài)干擾引起PCB微帶線間串?dāng)_的新方法，該方法避免了計(jì)算復(fù)雜的散射場(chǎng)，降低了計(jì)算量，提高了計(jì)算精度。本文以電偶極子干擾引起微帶線間的串?dāng)_為例，建立了電偶極子與微帶線的耦合模型，通過(guò)CARSON互易定理求得了電偶極子干擾與微帶線的耦