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高速互连系统中差分线的信号完整性分析

发布时间:2018-01-21 04:58

  本文关键词: 高速互连 共模电流 PEEC 高速连接器 出处:《西北工业大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:在高速互连系统中,高速信号经过互连线时会产生延迟、反射、衰减、串扰、色散等信号完整性问题。如何在高速PCB设计过程中充分考虑信号完整性问题,并采取有效的控制措施,已成为高速互连系统设计成败的关键因素。本文主要的研究内容是基于电磁场理论对实际工程中遇到的信号完整性问题进行理论分析,并结合工程经验给出概况性结论,旨在为信号完整性工程师的设计提供参考和借鉴。首先,针对工程应用中经常遇到的因端口失配导致的信号完整性差这一实际问题,以二端口网络作为例子,定量给出端口归一化阻抗和S参数之间的关系,并结合工程经验,给出高速差分互连的通用端口标定方法。其次,针对在高速系统设计中遇到的共模电流如何产生的问题,以对称地差分传输线和非对称地差分传输线为研究对象,采用部分元等效电路提取(PEEC)算法,对两种传输线进行等效电路提取,利用CST分别对两种传输线进行场和路的仿真,并将路仿真结果与场仿真结果加以对比,证明算法的准确性,通过分析两种差分传输线线上的电流分布,给出如下结论:共模电流的产生源自不对称的参考平面,共模电流的辐射是高速互连中EMI的主要源泉。最后给出整套高速连接器的S参数,TDR,眼图,EMI仿真方案,旨在帮助信号完整性工程师完成高速系统的预设计,将潜在的信号完整性问题成功排除。
[Abstract]:In high speed interconnection system, the signal integrity problems such as delay, reflection, attenuation, crosstalk, dispersion and so on will occur when the high-speed signal passes through the interconnect line. How to fully consider the signal integrity problem in the design process of high speed PCB. And effective control measures have become a key factor in the design success or failure of high-speed interconnection system. The main research content of this paper is based on the theory of electromagnetic field to analyze the signal integrity problems encountered in practical engineering. And combined with engineering experience to give a general conclusion, in order to provide a reference for the design of signal integrity engineers. First of all. In view of the practical problem of poor signal integrity caused by port mismatch in engineering applications, the relationship between port normalized impedance and S parameters is quantitatively given with a two-port network as an example. Combined with engineering experience, the universal port calibration method of high speed differential interconnection is given. Secondly, the common mode current generated in the design of high speed system is discussed. Taking symmetrical differential transmission line and asymmetric differential transmission line as research objects, two transmission lines are extracted by using partial element equivalent circuit extraction algorithm. The field and circuit of two transmission lines are simulated by CST, and the simulation results are compared with the results of field simulation. The accuracy of the algorithm is proved, and the current distribution on the two differential transmission lines is analyzed. The results are as follows: the generation of common-mode current originates from the asymmetric reference plane, and the radiation of common-mode current is the main source of EMI in high-speed interconnection. Finally, the S-parameter of the whole high-speed connector is given. The purpose of EMI simulation scheme is to help the signal integrity engineer to complete the predesign of high speed system and eliminate the potential signal integrity problem successfully.
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN402

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本文编号:1450539

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