PCB傳輸線(xiàn)信號(hào)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(shí)代的到來(lái),信號(hào)的上升時(shí)間越來(lái)越短,頻率越來(lái)越高,頻帶越來(lái)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(lái)越大,這就使電子設(shè)備的電磁兼容問(wèn)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(diǎn)。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(duì)印刷電路板的電磁兼容特性進(jìn)

2、行研究變得十分迫切。本文針對(duì)印刷電路板傳輸線(xiàn)的信號(hào)完整性(Signal Integrity,SI)和電磁兼容(ElectromagneticCompatibility,EMC)的具體實(shí)際問(wèn)題,建立了相應(yīng)的理論模型,并采用時(shí)域有限差分法方法(Finite Difference Time Domain,FDTD)開(kāi)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(xiàn)的參數(shù)對(duì)激勵(lì)微帶線(xiàn)源端和負(fù)載端信號(hào)

3、完整性及相鄰靜態(tài)線(xiàn)近端耦合噪聲和遠(yuǎn)端耦合噪聲的影響,并對(duì)具有50Q特性阻抗的微帶線(xiàn)進(jìn)行了研究,給出了兩種情況下微帶線(xiàn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)原則。
　　 2.研究直角彎曲微帶線(xiàn)的參數(shù)對(duì)激勵(lì)微帶線(xiàn)源端和負(fù)載端信號(hào)完整性及相鄰靜態(tài)線(xiàn)近端耦合噪聲和遠(yuǎn)端耦合噪聲的影響,直角彎曲處的45°斜切對(duì)上述影響的改善,提出了直角彎曲微帶線(xiàn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)原則。
　　 3.研究微帶線(xiàn)返回路徑具有非連續(xù)性時(shí),微帶線(xiàn)參數(shù)及非連續(xù)性參數(shù)對(duì)激勵(lì)微帶線(xiàn)源端和負(fù)載端信號(hào)完

4、整性及相鄰靜態(tài)線(xiàn)近端耦合噪聲和遠(yuǎn)端耦合噪聲的影響,提出了返回路徑具有非連續(xù)性時(shí)微帶線(xiàn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)原則。
　　 4.對(duì)于多層PCB結(jié)構(gòu)中位于兩地層中間的帶狀線(xiàn),提出了用FDTD方法分析帶狀線(xiàn)時(shí)信號(hào)源的激勵(lì)方式,研究其參數(shù)對(duì)激勵(lì)帶狀線(xiàn)源端和負(fù)載端信號(hào)完整性及相鄰靜態(tài)線(xiàn)近端耦合噪聲和遠(yuǎn)端耦合噪聲的影響,給出了優(yōu)化設(shè)計(jì)的原則。進(jìn)而提出在帶狀線(xiàn)兩側(cè)對(duì)稱(chēng)地加屏蔽體構(gòu)成矩形同軸傳輸線(xiàn)以抑制耦合噪聲的方法,并研究帶狀線(xiàn)參數(shù)和屏蔽體厚度對(duì)抑制效果的

5、影響。
　　 5.在激勵(lì)微帶線(xiàn)與靜態(tài)線(xiàn)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(jiǎn)稱(chēng)保護(hù)帶),并在假設(shè)保護(hù)帶寬度、厚度、接地孔直徑不變,激勵(lì)信號(hào)線(xiàn)與靜態(tài)線(xiàn)參數(shù)相同且二者之間的距離不變,微帶線(xiàn)特性阻抗為50Ω的條件下,在時(shí)域內(nèi)研究:(1)保護(hù)帶對(duì)不同參數(shù)的激勵(lì)微帶線(xiàn)激勵(lì)端和負(fù)載端信號(hào)完整性的影響規(guī)律；(2)微帶線(xiàn)參數(shù)變化時(shí),保護(hù)帶對(duì)近端耦合噪聲和遠(yuǎn)端耦合噪聲抑制效果的變化規(guī)律；(3)保護(hù)帶接地孔間距的變化對(duì)信號(hào)完整性和串?dāng)_