多层PCB中高速信号传输路径的优化与仿真分析

针对多层印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)中高速信号传输路径优化问题,文章进行了系统性研究。采用高级设计工具与仿真软件,对多层PCB的高速信号传输路径进行优化设计和仿真分析,旨在解决信号完整性(Signal Integrity,SI)和电磁兼容性(Electro Magnetic Compatibility,EMC)问题。研究结果表明,优化后的传输路径显著提升了信号传输质量,降低了信号反射和串扰,信号传输速率达到10 Gb/s,信号损耗减少了15%。本研究的创新之处在于引入了多目标优化算法,并结合仿真工具实现了传输路径的精确优化,提高了多层PCB在高速信号传输中的性能和可靠性,具有重要的工程应用价值。

基于信号完整性理论的PCB仿真设计与分析研究

在分析高速数字电路设计中存在的几个主要问题的基础上,探讨了高速信号完整性所涉及到的基本理论,研究了在PCB仿真设计实际应用中通常采用的两种模型方法,即IBIS模型和SPICE模型,分析了仿真模型和建模方法.结合一个具体高速电路设计——小型封装可热插拔式光纤收发模块(SFP)的反射仿真实例,讨论了仿真模型的建立并对仿真结果进行了分析,研究结果表明在高速电路设计中采用基于信号完整性的仿真设计是可行的,也是必要的.

高密度存储服务器高速链路设计与仿真

针对高密度存储服务器中高速链路结构复杂、信号速率高、链路长度长等特点,在高速链路PCIE3.0和SAS3.0设计过程中引入全面的信号完整性仿真。通过对高速印刷电路板设计中拓扑结构、材料类型、印刷电路板结构等关键项目进行仿真设计,获得成本最低、性能达标的最优方案;通过全链路有源仿真,预估系统性能,降低系统投产风险;通过系统实际信号测试,验证系统性能完全满足相应规范要求,仿真结果有效可靠。

HEV控制系统高速PCB信号完整性分析

针对混合动力汽车(HEV)控制系统而开发的印制电路板(PCB)控制驱动板,使用了Mentor Graphics公司的Hyperlynx软件对其信号传输中存在的串扰、过冲、延迟和电磁兼容性(EMC)等问题进行布线前和布线后的仿真研究.通过原因分析后,对其进行了合理优化设计,结果显示:增大布线间距、减小介质厚度、端接负载等方法,可以明显地抑制串扰、噪声和EMC等问题;优化后PCB的信号完整性得到了明显的改善.

传动误差测量与控制的一种新型硬件、软件系统

针对传动误差的测量与控制， 提出了一种新型硬件、软件系统。以工控机、自行研制的测量控制接口卡为硬件基础， 研制出光栅细分辨向电路、软件行程开关， 在Ｗ ｉｎｄｏｗ ｓ 平台下实现了实时测控。经试验表明， 这个系统能对传动误差的高速数据采集、处理。

高速电路中的信号完整性及仿真

在高速印刷电路板设计过程中,高速电路设计的仿真显示出越来越重要的地位。利用仿真分析的方法,可以在PCB制作之前尽可能发现并解决隐藏的信号完整性和电磁兼容性问题,最大限度地减小产品设计失败概率,提高电路系统工作可靠性。通过采用PADS2004/hyperLynx软件对一高速DSP图像处理印刷电路板中的高速信号线的布局布线前的仿真,分析高速电路板中普遍存在的信号完整性、串扰等问题,并给出了相应的解决办法。

高速PCB电源完整性研究

一块成功的高速印刷电路板(PCB),需要做到信号完整性和电源完整性,首先必须降低地弹.为了滤除地弹骚扰,推荐在电源/地平面对上,安放去耦电容。

数字信号处理系统的开发研究

介绍用ＴＭＳ３２０Ｃ２５－Ｄ型高速数据处理板和微机组成的一套数字信号处理（ＤＳＰ）系统．该系统将ＴＭＳ３２０Ｃ２５芯片的高速数据处理能力与微机的灵活编程和大容量存储相结合，具有技术先进、功能齐全等一系列优点，为ＤＳＰ技术的工程应用创造了条件．

高速PCB板地分割引起的电磁兼容性问题分析

本文介绍了在高速PCB板中由于时钟信号线穿越地分割引起的电磁辐射问题并给出了解决方案,使用EMC仿真工具对其进行了仿真。并分析论证了在一定条件下EMC与环路面积、信号完整性之间的关系。

存储器与FPGA接口互连的信号完整性设计

随着芯片性能的提升,芯片数据传输速率越来越高,高速信号导致信号串扰、振铃等一系列信号完整性问题。针对高性能FPGA与高性能存储器之间的电路接口设计,提出了一套在FPGA控制器极限频率工作下的单端信号阻抗匹配以及传输线设计仿真方案,实现单根数据线传输速率达到800MHz。利用Cadence Sigrity软件对接口电路建立模型,进行传输线串扰,阻抗匹配仿真,验证了设计方案的可行性。

高速铁路长大下坡道地段信号系统研究与应用

为了解决宝兰高铁隧道密集、连续长大下坡道引起的动车组限速问题,限速地段影响运行追踪间隔时分和轨道区段增多引起区间应答器报文溢出等问题,有必要对长大隧道密集地段连续长大坡道下信号系统的适应性问题进行研究。结合工程实践,通过理论计算和技术参数试验验证等方法,对连续长大下坡道动车组列车不限速场景下列车追踪间隔是否满足要求进行分析计算,对200C、200H、300S、300H和300T车载设备技术参数进行符合性验证,针对部分车载设备制动距离的情况,通过调整闭塞分区长度、优化列控车载设备参数和"加密"区间无源应答器布置等措施,有效解决了动车组限速和区间无源应答器组报文溢出问题,提高了行车效率,降低了维护成本。

高密度FDR互连交换板的设计与实现

针对高密度FDR互连交换板PCB设计在信号完整性方面的不足,从工程实现的角度对板材选取、叠层设计、布线规则、抗干扰措施等问题进行分析,给出完整的解决方案。对3种典型高速板材的阻性衰减和介质衰减进行量化分析,确定设计方案的板材及最大通道长度。根据BGA区域走线数量和间距要求,明确BGA区域间隔出线方式和叠层结构。通过理论分析和计算,确定差分线的线宽、线间距、差分过孔设置、差分过孔距离电源分割线最小距离等布线规则。考虑工程实施条件的限制,提出使用微带线布线、保留一侧残桩不背钻等折中处理措施。仿真实验结果表明,基于以上规则设计的FDR互连交换板已应用于包括"天河二号"在内的多款高性能计算机系统,有效解决了FDR高速PCB设计中遇到的各种信号完整性问题。

DM642高速图像采集系统的电磁干扰设计

针对高速数据采集电路中的电磁干扰问题,提出一种有效的抗干扰设计方案。利用信号传输线理论,对高速图像采集系统中影响信号完整性的反射、串扰和地弹等问题进行了理论分析,对系统电源、地、时钟、高速信号线等重点网络的电磁干扰设计进行理论指导和设计,并且对DM642与SDRAM间的高速信号线进行PCB(print circuit board)的反射、电磁干扰等仿真分析。设计中电源和地独立分层布线,尽量减少时钟线过孔,信号布线尽量等长。结果显示系统信号传输的过冲幅度小于0.7V,电磁干扰强度在FCC标准控制范围之内。

基于VPX架构的高速信号板设计

针对传统并行总线的嵌入式系统信息交换及高速数据采集已不能满足高传输带宽、大数据IO采集等要求的问题,设计基于VPX架构的高速信号板。从基于VPX架构的高速信号板设计出发,采用10G BASE-KR标准进行高速PCB板设计,并通过仿真验证及设计验证。仿真结果表明,该设计能达到阻抗一致性和高速性的要求。

应用于气体电子倍增器的电子学板研制

气体电子倍增器(GEM)电子学板(GEB)在大面积GEM探测器系统中起重要作用.为满足大面积GEM探测器系统中高速电子学信号的传输、实现电磁屏蔽及为前端电子学提供电源等需求,本文设计了8层结构的GEB,并对该GEB原型进行了电气性能、机械兼容性、信号传输和噪声测试.测试结果显示,本文所设计的GEB在320 Mb/s信号传输速度下的误码率小于10^-13,在保证信号高速性和完整性的基础上能成功传输前端电子学信号;通过采用叠层对称式设计克服了大面积G EB生产时弯曲程度高的困难,生产的GEB原型弯曲高度降低了2/3,平均弯曲高度为1 mm,增强了前端电子学在探测器系统中的运行稳定性.

基于信号完整性的高速PCB优化设计与研究

印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)设计者因缺少PCB制造经验而难以系统、全面和创造性地考虑高速电路的信号完整性问题,本文运用信号完整性相关理论知识全面分析和解决高速PCB设计过程中遇到的问题.以高速PCB的设计和制造为例,利用信号完整性分析方法将地层铜桥、差分线和导通孔设计与高速电路的特征和实际制造工艺相结合,创造性地把外层差分微带线通过盲孔转移到内层带状线,找到优化设计的解决方案.实例显示,把信号完整性分析与高速PCB可制造性相结合,能够有效地解决高速PCB的信号失真问题,一定程度上优化了高速电路的设计及缩短了产品的开发周期.

高速采样系统若干设计问题研究

本文简要介绍了高速采样系统的组成及各个功能单元的用途,然后着重分析了高速采样系统中几个关键部分设计时需注意的问题,并从设计经验的角度给以了问题解决的思路意见,其描述的内容对实际系统建设具有指导作用。

基于时间序列分析的高速PCB板信号完整性检测方法

目前研究的高速PCB板信号完整性检测方法存在检测耗时过长、检测完整性较低的问题,文中提出基于时间序列分析的高速PCB板信号完整性检测方法。建立分布网络模型,借助信号完整性分析工具对完整的超高速数据采集系统进行详细的时序分析和PCB模拟。通过对信号数据进行分析,得到高频电路信号传输的影响因素。对同源电路的时间序列进行分析,得出接收端时间序列的不等式,其满足信号完整性的时间序列要求。通过测量影响通道信号传输完整性的参数,并引入参数扫描法对各个参数进行扫描分析,完成完整性检测。实验结果表明,基于时间序列分析的高速PCB板信号完整性检测方法能够有效缩短检测时间,保证检测的完整性和有效性。

面向电磁特性测量的毫米波级联雷达系统设计

单芯片毫米波雷达面临着测量维度单一、分辨率低的问题,级联雷达芯片可以获取目标的多维信息,但是给信号采集、存储和处理带来了很大压力。本文设计了高速信号处理板与级联雷达芯片构成一套完整的毫米波多发多收(MIMO)成像系统。该系统为稀疏阵面,采用时分多址(TDMA)模式,使得系统兼具2个维度的高分辨率以及空间分辨能力,并且系统内部采用高速串行计算机扩展总线标准(PCI-Express),外部采用Thunderbolt3接口,均具备很高的通道传输速率,支持对目标区域进行实时成像。使用该系统可以从高分辨成像结果中提取有效的电磁特征,以更好地使用毫米波区分不同电磁特性的目标。最后,采用此系统开展点目标和复杂目标的成像试验,成像结果充分验证了该毫米波雷达可以有效测量不同类型目标的电磁特征,对不同电磁特性的目标具备一定的分辨能力及快速成像能力。

基于电磁带隙结构的高速混合信号电路板噪声抑制

针对空间遥感相机发展特点以及高速混合信号集成电路的发展趋势,如何抑制电路板上的噪声成为目前研究的一个重要方向。文章在分析传统的去耦电容降噪方法和最新的电磁带隙结构降噪原理的基础上,提出了一种新型的电磁带隙结构来抑制电路板上的噪声;通过对该电磁带隙结构的仿真,得出此结构能够在一定程度上降低电路板上的噪声;在此基础上,文章更进一步设计了基于该电磁带隙结构的应用电路板进行实验验证;通过对电路板上测量的噪声数据对比分析,验证了该结构降噪的有效性,其中噪声的均方根值平均降低幅度为27.96%;最后针对一款实际应用的CCD相机成像电路板,通过对比测量成像后图像信噪比数据,得出使用该新型电磁带隙结构时,CCD成像的信噪比有了一定程度的提高,为电磁带隙结构在空间遥感相机电路等其他工程上的应用提供了实验参考。