PCB傳輸線信號完整性及電磁兼容特性研究.pdf

1、伴隨著電子設(shè)備數(shù)字化時代的到來,信號的上升時間越來越短,頻率越來越高,頻帶越來越寬,PCB的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜,元器件的集成度和分布密度越來越大,這就使電子設(shè)備的電磁兼容問題變得十分突出,如何保證各種電子設(shè)備在復(fù)雜、惡劣的電磁環(huán)境中正常地工作成為當(dāng)前研究的熱點。印刷電路板(Printed Circuit Board,PCB)作為電子設(shè)備不可缺少的組成部分,其電磁兼容性能的好壞將直接影響電子設(shè)備的性能及穩(wěn)定性,因此,對印刷電路板的電磁兼容特性進

2、行研究變得十分迫切。本文針對印刷電路板傳輸線的信號完整性(Signal Integrity,SI)和電磁兼容(ElectromagneticCompatibility,EMC)的具體實際問題,建立了相應(yīng)的理論模型,并采用時域有限差分法方法(Finite Difference Time Domain,FDTD)開展了深入和全面的研究。
　　 本文的主要工作和創(chuàng)新如下:
　　 1.研究微帶線的參數(shù)對激勵微帶線源端和負載端信號

3、完整性及相鄰靜態(tài)線近端耦合噪聲和遠端耦合噪聲的影響,并對具有50Q特性阻抗的微帶線進行了研究,給出了兩種情況下微帶線的優(yōu)化設(shè)計原則。
　　 2.研究直角彎曲微帶線的參數(shù)對激勵微帶線源端和負載端信號完整性及相鄰靜態(tài)線近端耦合噪聲和遠端耦合噪聲的影響,直角彎曲處的45°斜切對上述影響的改善,提出了直角彎曲微帶線的優(yōu)化設(shè)計原則。
　　 3.研究微帶線返回路徑具有非連續(xù)性時,微帶線參數(shù)及非連續(xù)性參數(shù)對激勵微帶線源端和負載端信號完

4、整性及相鄰靜態(tài)線近端耦合噪聲和遠端耦合噪聲的影響,提出了返回路徑具有非連續(xù)性時微帶線的優(yōu)化設(shè)計原則。
　　 4.對于多層PCB結(jié)構(gòu)中位于兩地層中間的帶狀線,提出了用FDTD方法分析帶狀線時信號源的激勵方式,研究其參數(shù)對激勵帶狀線源端和負載端信號完整性及相鄰靜態(tài)線近端耦合噪聲和遠端耦合噪聲的影響,給出了優(yōu)化設(shè)計的原則。進而提出在帶狀線兩側(cè)對稱地加屏蔽體構(gòu)成矩形同軸傳輸線以抑制耦合噪聲的方法,并研究帶狀線參數(shù)和屏蔽體厚度對抑制效果的

5、影響。
　　 5.在激勵微帶線與靜態(tài)線之間設(shè)置一排由導(dǎo)體填充的、頂端由微帶連接的接地孔(簡稱保護帶),并在假設(shè)保護帶寬度、厚度、接地孔直徑不變,激勵信號線與靜態(tài)線參數(shù)相同且二者之間的距離不變,微帶線特性阻抗為50Ω的條件下,在時域內(nèi)研究:(1)保護帶對不同參數(shù)的激勵微帶線激勵端和負載端信號完整性的影響規(guī)律；(2)微帶線參數(shù)變化時,保護帶對近端耦合噪聲和遠端耦合噪聲抑制效果的變化規(guī)律；(3)保護帶接地孔間距的變化對信號完整性和串?dāng)_