PCB傳輸線信號完整性及電磁兼容特性研究.pdf

1、伴隨著電子設備數字化時代的到來,信號的上升時間越來越短,頻率越來越高,頻帶越來越寬,PCB的結構更加復雜,元器件的集成度和分布密度越來越大,這就使電子設備的電磁兼容問題變得十分突出,如何保證各種電子設備在復雜、惡劣的電磁環(huán)境中正常地工作成為當前研究的熱點。印刷電路板(Printed Circuit Board,PCB)作為電子設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)化設計原則。
　　 2.研究直角彎曲微帶線的參數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,微帶線參數及非連續(xù)性參數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)化設計原則。
　　 4.對于多層PCB結構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)化設計的原則。進而提出在帶狀線兩側對稱地加屏蔽體構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)線之間設置一排由導體填充的、頂端由微帶連接的接地孔(簡稱保護帶),并在假設保護帶寬度、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,在時域內研究:(1)保護帶對不同參數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擾