高速PCB传输路径信号完整性分析及优化
发布时间：2021-05-06 11:50
随着电子设备小型化以及电路中5G信号频率快速增加,电子控制系统的传输速率和时钟频率在不断的上升和提高。现在的时钟频率从原来的几十MHz上升到几GHz,信号的转换时间从纳秒级变为皮秒级,时钟及总线频率快速上升,信号上升边沿极速变陡,从而导致PCB上的信号传输路径对电子控制系统的性能形成极大的困扰,传输路径的设计对PCB上信号完整性有着关键性作用,过孔和传输线是信号完整性传导的两个关键器件,因此,对过孔和传输线的计算分析有助于解决高速PCB板电路中信号完整性问题。本文首先确定了信号完整性问题的重要性,对信号完整性问题做出了重要的探讨并给出了多种数值建模方式。阐述了过孔和传输线的物理意义和电气意义,讨论了过孔模型和传输线模型的分类,对过孔模型结构和传输线模型结构做出了理论上的分析。提出了一种区域分解的有限元相减法来对过孔和传输线进行理论计算与分析,并对此方法进行了详细的阐述。通过采用Ansys HFSS建立了过孔和传输线的仿真结构模型,探讨各个参量对对传输线和过孔造成的影响。最后,针对过孔和传输线的物理模型建立相对应的实物PCB板,利用矢量网络分析仪对PCB板进行测试,与仿真结果进行对比研究...
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 概述
1.2 研究背景与意义
1.3 国内外研究动态
1.3.1 国外研究状态
1.3.2 国内研究状态
1.4 论文主要工作及内容安排
1.4.1 论文主要工作
1.4.2 论文内容安排
第二章 高速PCB板信号完整性分析
2.1 信号完整性
2.2 传输线原理
2.2.1 传输线数学模型的建立及特征参数
2.2.2 PCB中常用的两种传输线模型
2.2.3 传输线S参数
2.3 过孔模型理论
2.3.1 过孔分类
2.3.2 过孔电气等效模型
2.3.3 过孔的电磁分析
2.4 信号的反射
2.4.1 信号反射的机理
2.4.2 减少反射的措施
2.5 本章小结
第三章 高速串行链路方法
3.1 有限元算法
3.2 S参数相减法
3.3 区域分解法
3.4 本章小结
第四章 高速串行链路EMC仿真分析
4.1 仿真软件
4.2 PCB走线建模与仿真分析
4.2.1 PCB走线建模
4.2.2 PCB走线仿真
4.2.3 仿真结果分析
4.3 过孔参数化建模与仿真分析
4.3.1 过孔参数化建模
4.3.2 过孔参数化仿真及优化
4.3.3 仿真结果分析
4.4 本章小结
第五章 走线和过孔模型的制版与测试
5.1 PCB实物
5.2 测试结果对比
5.3 结果分析
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Analysis of Transmission Characteristics of Copper/Carbon Nanotube Composite Through-Silicon Via Interconnects[J]. FU Kai,ZHENG Jie,ZHAO Wensheng,HU Yue,WANG Gaofeng. Chinese Journal of Electronics. 2019(05)
[2]微带线拐角射频性能仿真分析[J]. 杨程,李钦. 现代信息科技. 2019(15)
[3]过孔转换信号完整性分析的区域分解有限元法[J]. 胡玉生,熊祥. 电波科学学报. 2019(04)
[4]非对称带状传输线T型接头等效电路分析方法[J]. 于正永,徐彤,唐万春. 无线电工程. 2019(03)
[5]汽车电子设备的电磁兼容性研究[J]. 刘学军,马世辉,李进波. 企业科技与发展. 2019(02)
[6]多导体传输线高频场线耦合渐近法分析[J]. 张馨丹,赵春莹,刘强,闫丽萍,赵翔,周海京. 强激光与粒子束. 2018(08)
[7]一种厚介质HDI板盲孔制作技术研究[J]. 王文明,胡善勇,韩磊,寻瑞平. 印制电路信息. 2018(06)
[8]浅谈某型机载电子设备柜电磁兼容性设计[J]. 陈倩. 科学技术创新. 2018(09)
[9]电源/地平面中过孔转换的低阶电路模型研究[J]. 胡玉生. 安全与电磁兼容. 2018(01)
[10]汽车电子设备的电磁兼容性探析[J]. 周振. 时代农机. 2017(10)
硕士论文
[1]高速PCB板传输线信号完整性分析[D]. 贺娇.华中科技大学 2015
本文编号：3171871
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 概述
1.2 研究背景与意义
1.3 国内外研究动态
1.3.1 国外研究状态
1.3.2 国内研究状态
1.4 论文主要工作及内容安排
1.4.1 论文主要工作
1.4.2 论文内容安排
第二章 高速PCB板信号完整性分析
2.1 信号完整性
2.2 传输线原理
2.2.1 传输线数学模型的建立及特征参数
2.2.2 PCB中常用的两种传输线模型
2.2.3 传输线S参数
2.3 过孔模型理论
2.3.1 过孔分类
2.3.2 过孔电气等效模型
2.3.3 过孔的电磁分析
2.4 信号的反射
2.4.1 信号反射的机理
2.4.2 减少反射的措施
2.5 本章小结
第三章 高速串行链路方法
3.1 有限元算法
3.2 S参数相减法
3.3 区域分解法
3.4 本章小结
第四章 高速串行链路EMC仿真分析
4.1 仿真软件
4.2 PCB走线建模与仿真分析
4.2.1 PCB走线建模
4.2.2 PCB走线仿真
4.2.3 仿真结果分析
4.3 过孔参数化建模与仿真分析
4.3.1 过孔参数化建模
4.3.2 过孔参数化仿真及优化
4.3.3 仿真结果分析
4.4 本章小结
第五章 走线和过孔模型的制版与测试
5.1 PCB实物
5.2 测试结果对比
5.3 结果分析
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Analysis of Transmission Characteristics of Copper/Carbon Nanotube Composite Through-Silicon Via Interconnects[J]. FU Kai,ZHENG Jie,ZHAO Wensheng,HU Yue,WANG Gaofeng. Chinese Journal of Electronics. 2019(05)
[2]微带线拐角射频性能仿真分析[J]. 杨程,李钦. 现代信息科技. 2019(15)
[3]过孔转换信号完整性分析的区域分解有限元法[J]. 胡玉生,熊祥. 电波科学学报. 2019(04)
[4]非对称带状传输线T型接头等效电路分析方法[J]. 于正永,徐彤,唐万春. 无线电工程. 2019(03)
[5]汽车电子设备的电磁兼容性研究[J]. 刘学军,马世辉,李进波. 企业科技与发展. 2019(02)
[6]多导体传输线高频场线耦合渐近法分析[J]. 张馨丹,赵春莹,刘强,闫丽萍,赵翔,周海京. 强激光与粒子束. 2018(08)
[7]一种厚介质HDI板盲孔制作技术研究[J]. 王文明,胡善勇,韩磊,寻瑞平. 印制电路信息. 2018(06)
[8]浅谈某型机载电子设备柜电磁兼容性设计[J]. 陈倩. 科学技术创新. 2018(09)
[9]电源/地平面中过孔转换的低阶电路模型研究[J]. 胡玉生. 安全与电磁兼容. 2018(01)
[10]汽车电子设备的电磁兼容性探析[J]. 周振. 时代农机. 2017(10)
硕士论文
[1]高速PCB板传输线信号完整性分析[D]. 贺娇.华中科技大学 2015
本文编号：3171871
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xixikjs/3171871.html
