PCB信號完整性分析與設計.pdf

1、為了滿足人們對電子設備小型化和多功能化的要求，現(xiàn)代印制電路板(Printed Circuit Board，PCB)正向高速、高密度、高集成度的方向發(fā)展。當信號速率和元器件密度提高到一定程度時，PCB上的寄生效應會在傳輸信號上引起噪聲和干擾，使得信號完整性問題變得越來越突出。如果沒有良好的信號完整性，PCB就不能良好的工作，甚至根本不能工作。這就要求在電子產(chǎn)品開發(fā)的PCB設計階段就必須進行良好的信號完整性設計。因此，研究如何做好PCB信號

2、完整性分析與設計成為了PCB設計領域內(nèi)的一個研究熱點。 信號完整性(Signal Integrity，SI)問題主要包括串擾、信號反射和電磁干擾。針對PCB設計中的實際問題，本論文主要對串擾和反射做了深入的研究，并對PCB信號完整性分析與設計方法做了全面的探討。 論文的主要工作如下： 1．簡要分析了串擾機理，利用HyperLynx研究了PCB微帶線和帶狀線情況下的前向串擾和后向串擾，仿真發(fā)現(xiàn)帶狀線下的串擾要顯著低

3、于微帶線下的串擾。 2．應用HFSS(High Frequency Structure Simulator)建立了兩條平行微帶線間串擾的仿真模型，進而研究了PCB微帶線間的串擾隨信號頻率、并行長度、線間距離、參考層高度等參數(shù)的變化而變化的規(guī)律，并根據(jù)研究結(jié)果指出通過減小并行長度、增大線間距離、減小參考層高度可以有效地抑制串擾；此外，提出了應用“隔離帶”減小串擾的方法，仿真顯示良好接地的隔離帶可以有效地降低信號線間的串擾。

4、 3．PCB設計過程中，密集的過孔導致參考層不完整、模擬地和數(shù)字地隔離而在參考層上形成縫隙是經(jīng)常遇到的兩種情況。針對這種情況，本文研究了信號線跨越縫隙時的串擾。研究發(fā)現(xiàn)當信號線跨越參考層上的縫隙時，串擾會顯著惡化。然后通過仿真驗證了在信號線正下方為信號提供良好的電連接作為回流路徑可以有效地減小串擾。 4．分析了信號反射的形成機理，比較了抑制信號反射的終端阻抗匹配端接技術，并給出了不同終端阻抗匹配端接技術抑制信號反射的仿真結(jié)果。