基于分组交叉点法的高速数字电路板设计与分析

发布时间：2020-11-09 05:23

　　 随着电子技术与数字电路的发展,数字电路的速率不断提高,电子产品的功能集成度越来越高,印制电路板(PCB)设计的复杂度增加,使用传统设计方法很难设计出信号质量达标的电路板。当前高速电路板设计者对信号完整性的分析和仿真不足,对实际设计方法研究较少。本文提出一种分组交叉点法,能够快速合理确定层叠数,指导布局和布线,缩短设计时间,提高首次打样板成功率,配合信号完整性分析和仿真,改善高速信号质量。高速电路板设计相对于低速电路板设计会产生更多的问题。保证数字信号在印刷电路板中正确传输,减少高速数字电路PCB设计中由于信号完整性产生的问题,已经成为PCB设计中的主要工作。反射、振铃、延时、串扰、EMI等信号完整性问题若不能在设计前充分分析,可能导致传输线信号质量差,甚至导致整个电路板设计失败。高速电路系统越来越复杂,设计研发周期增加,设计成本增加。综合运用信号完整性设计方法,可较好的改善信号质量,缩短研发周期,降低研发成本。本文深入分析工程设计中信号完整性问题,对传输线模型、传输线特性参数、微带线结构、带状线结构等深入分析,控制可控因素减低反射和串扰的影响,提出了分组交叉点设计方法,设计一款8层高速电路板。本文选取合适的仿真工具,对阻抗、耦合、DDR波形、电源与EMI进行仿真测试,信号质量达到预期要求。关键信号传输线阻抗误差控制在10%以内,绝大多数传输线相互之间的耦合系数控制在5%以内,DDR信号线仿真波形符合DDR2(AC250/DC125)电平标准要求,直流电源平面压降小于5%,单组信号线辐射骚扰3m远场仿真测试值小于GB9254-2008《信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法》要求的最大辐射值。
【学位单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN41
【部分图文】：

模型建立指传播电磁波信号的导体线，其理论模型就是一段导个电子元器件或芯片，电磁波信号在导体中传输，信号上传输线有多种形式，例如 PCB 上的走线，接插件中双绞线等一些导体，它们都能够传播电磁信号。在传输一条是“信号路径”，一条是“参考路径”，有些地方路径”[15]，如图 2.1 所示。

分析需要时刻考虑动态分析，在信号传输的一个微小电流变化，考虑传输线周围的介质和传输线结构带来输线模型存在分布电容与分布电感[16]，信号沿信号路除了自身的导体电阻外，还会感受到一个小电容和小微小区段，每一个小的区段可以用一个更小的电感和电感电容级联起来，形成传输线基本模型，如图 2

和 是随 n 变化的量。发现周期信一个固定的数值，谐波分量有二次分量和直流分量全部叠加在一起，电平的上升时间与下降时间，数字理想波形为图 2.3 所示，信号平稳时间，低电平信号能够维持在 VIL(m下降沿不产生反向突变与阶梯。
【参考文献】

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本文编号：2875954