高速窄脈沖傳輸?shù)男盘柾暾苑治?pdf

1、近年來，隨著集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子電路系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率越來越高，數(shù)據(jù)的傳輸速率越來越快，但由此引起的信號完整性問題也日漸突出。信號完整性已經(jīng)成為高速電路工程設(shè)計(jì)必備的基礎(chǔ)知識，信號完整性主要研究物理互連對信號和電源的影響，通過進(jìn)行信號完整性分析，信號在傳輸中遇到的噪聲可以部分或全部得到解決。高速窄脈沖信號作為一種特殊的高速信號，已經(jīng)越來越廣泛地應(yīng)用在超寬帶雷達(dá)、超寬帶通信、半導(dǎo)體特性測試、高速采樣等領(lǐng)域中。高速窄脈沖信號具有極陡峭的

2、上升邊沿和極窄的脈沖寬度，由其組成的高速信號將可以達(dá)到幾十Gb/s的通信速率，非常適宜作為未來高速通信的數(shù)據(jù)載體。但由于高速窄脈沖信號比高速信號擁有更豐富的高頻分量，其在PCB中傳輸時(shí)遇到走線拐角、過孔、返回路徑不連續(xù)、走線過密等常見布板現(xiàn)象時(shí)，都可能使高速窄脈沖信號波形發(fā)生嚴(yán)重失真，從而影響信號的傳輸質(zhì)量，甚至導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。高速窄脈沖信號比高速信號的信號完整性問題更嚴(yán)重，這對高速窄脈沖信號在PCB中的應(yīng)用提出極大的挑戰(zhàn)。
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3、對上述嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，本文基于攻讀工學(xué)碩士期間所學(xué)信號完整性方面的知識，對高速窄脈沖信號在PCB中的傳輸進(jìn)行較詳細(xì)的信號完整性分析。首先，本文通過傅里葉變換和 matlab仿真分析脈沖波形的主要特征，指出信號帶寬與邊沿上升時(shí)間和脈沖寬度的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)在頻域內(nèi)高速窄脈沖信號比高速信號具有更豐富的高頻分量，為后面對高速窄脈沖信號的信號完整性分析奠定理論基礎(chǔ)。其次，本文詳細(xì)闡述信號完整性的理論基礎(chǔ)，包括傳輸線的基本理論、傳輸線反射噪聲的成因與特性和傳

4、輸線間串?dāng)_噪聲的產(chǎn)生機(jī)理，重點(diǎn)推導(dǎo)電報(bào)方程并舉例分析多重反射現(xiàn)象。再次，本文仿真分析高速電路設(shè)計(jì)中常用的提高信號完整性的方法，如采用端接方法抑制傳輸線反射噪聲，通過增大線間間距、減小互連線平行耦合長度、采用帶狀線布線等方法減小傳輸線間串?dāng)_噪聲。最后，本文基于HyperLynx仿真分析高速窄脈沖信號在PCB中傳輸時(shí)遇到的反射噪聲和串?dāng)_噪聲，并將常規(guī)的抑制噪聲的方法應(yīng)用在高速窄脈沖信號傳輸過程中，仿真結(jié)果表明高速窄脈沖信號在PCB中傳輸時(shí)遇