微带线间远端串扰下电路板故障信号检测

在高精度电路板上,电路上的微带信号线路相邻很近。在工作中,由于线路过于接近,形成较强的微带线间远端串扰。这种串扰对电路本身的故障信号的波形造成感染,使得故障信号形成非正常的信号衰减形变。传统的电路故障检测方法在微带线间远端串扰的影响下,对衰减信号提取出现较为明显的失真,为后期的故障信号判断带来难度,降低了故障检测的准确率。提出一种关联信号特征提取的微带线间远端串扰下电路板故障信号检测的优化算法。利用小波变换对微带线感染信号进行滤波,利用卡尔曼算法对故障信号的主成分进行提取,运用主成分的差异特征完成了电路板的故障信号检测。实验结果表明,利用优化算法进行微带线间远端串扰下的电路板故障信号检测,能够极大的提高对故障信号检测的准确性。

面向远端串扰的电路信号降扰研究

电路板信号间的远端串扰对信号的完整性具有较大的影响。为研究降低远端串扰的方法,本文利用Ansoft HFSS软件对线间串扰进行电磁仿真研究。研究表明通过添加防护线、覆盖介质层等措施可以降低远端串扰的影响。在一定频率范围内增加RSR结构中金属贴片的长度和数量,使金属贴片厚度接近微带线厚度等措施,会具有更好的效果;选择具有较高相对介电常数的覆盖介质层材料及增大介质层的厚度也可以降低远端串扰的影响。

微带线间远端串扰的电磁仿真研究

为研究降低远端串扰的方法,利用Ansoft HFSS软件对线间串扰进行电磁仿真研究。研究表明,通过添加防护线、覆盖介质层等措施可以降低远端串扰的影响。在一定频率范围内增加RSR结构中金属贴片的长度和数量,使金属贴片厚度接近微带线厚度等措施,会具有更好的效果;选择具有较高相对介电常数的覆盖介质层材料及增大介质层的厚度也可以降低远端串扰的影响。

基于部分移相网络级联的传输线远端串扰消除技术

串扰是电气、电子系统内部多导体传输线间的相互电磁干扰,严重时可降低系统的可靠性和安全性,影响系统的正常工作。典型的多导体传输线包括电缆线束和PCB导线等,其远端串扰问题显得尤为突出。针对多导体传输线系统的远端串扰噪声,提出了一种在中低频段大幅消除远端串扰的理论及其实现方法,考虑将两段传输线通过一有源网络级联,两段传输线线长比例可调,并且该网络可通过特别设计,以达到传输线远端端口不含其他导线耦合噪声的目的。另外提出一种"部分移相网络",即对"施扰线"电压进行移相处理而对其余端口不做处理,该网络满足上述串扰消除的要求,并且对于任意传输线系统均存在最优的移相角和线束比例。为了确定最优移相角和最佳线长比例,基于数值计算提出了最优移相角和最佳线长比例的计算流程,并结合两个示例进行了仿真测试与实验测量。研究表明,中低频段最优移相角集中在π附近,且随着频率的升高而增大;最佳线长比例则集中在0.3~0.5之间,两者均与频率有关。

多用户VDSL2系统远端串扰抵消算法

随着宽带接入网速率提升,VDSL2技术成为最后一公里的主流接入方式。用户数量急剧增加使传输线路之间串扰成为制约VDSL2系统性能的重要因素,线路之间串扰分为近端串扰(NEXT)和远端串扰(FEXT),VDSL2系统采用正交频分复用调制技术,近端串扰可以通过滤波器滤除,远端串扰却无法消除。主要研究VDSL2系统远端串扰噪声消除的方法,提出远端串扰噪声如何进行评估和计算,推导出远端串扰噪声计算公式,通过公式可以计算出每条线路受到其他线路串扰噪声的大小,然后发送信号时通过串扰噪声预抵消运算,接收到的信号就能成功消除串扰噪声的影响,提高了接收信号的SNR值,进而提升了VDSL2传输速率。

线缆分析仪远端衰减串音比参数的校准方法研究

远端衰减串音比是数字平衡线缆的主要参数,也是线缆分析仪的必备测试项目。提出一种针对线缆分析仪远端衰减串音比的校准方法,通过网络分析仪和阻抗转换器分别测量参考线缆的插入损耗和远端串扰,进而得到远端衰减串音比的数值结果。而线缆分析仪远端衰减串音比参数的校准即是通过直接对比同一参考线缆的网络分析仪与待测线缆分析仪的测试结果实现。该方案与Psiber~的Wirexpert型线缆分析仪的测试结果对比进一步验证了可行性,并给出扩展不确定度。

使用防护带抑制微带线间串扰的研究

为减少耦合微带线间的串扰,在满足端接匹配的条件下,建立了印刷电路板(PCB)耦合微带线间串扰测试结构.通过有限元分析和实验测试,研究了在PCB微带线之间未加防护带和添加防护带对线间串扰的影响,考察了线间串扰对防护带的宽度和接地孔间距的依赖性.数值分析和实验结果表明,为了获得抑制PCB微带线间串扰的最佳效果,防护带的宽度存在一个最佳值,使用此最佳值,近端串扰峰值衰减要比没有防护带时多9dB,远端串扰峰值衰减多7dB;使用增加宽度的防护带抑制非平行微带线间串扰同样有效;防护带上密布的接地孔间距必须满足一个临界条件;而接地孔半径的变化对串扰没有影响.

板级互连线的串扰规律研究与仿真

串扰是高速电路板设计中干扰信号完整性的主要噪声之一;为有效地抑制串扰噪声,保证系统设计的功能正确,有必要分析串扰问题。针对实际PCB中互连线拓扑和串扰的特点,构建三线耦合均匀传输线模型,采用信号完整性仿真工具HyperLynx进行PCB布线前的LineSim串扰仿真,详细分析了高速PCB中多种因素:耦合长度、耦合间距、信号上升时间、介质厚度、端接等对近端和远端串扰宽度和幅值的影响;最后总结了串扰宽度及其幅值的变化规律,可有效的指导PCB设计中减小串扰噪声。

基于Hyperlynx对串扰的研究

随着电路的互连已进入GHz时代,串扰问题在MHz时代不明显的问题变得越来越明显。基于Hyperlynx软件,分别对近端串扰和远端串扰进行仿真实验,期望找到合理处理串扰问题的解决方案。由实验得到,缩短耦合长度可以使近端串扰成正比减小的结论;在微带线条件下,通过缩短耦合长度或者延长上升时间分别可以使远端串扰成正比和成反比减小的结论。

基于Cadence的DDR2串扰研究与仿真

随着系统的工作频率及信号边沿转换速率的不断提高,串扰对于信号完整性的影响日益突出.通过对传输线串扰形成机理的分析,使用Cadence仿真软件对系统中的DDR2SDRAM的数据线进行串扰仿真,给出了合理处理串扰问题的解决方案.对于数据线的近端串扰和远端串扰仿真分析,在理论及仿真结果的基础上,可以通过减小耦合线长度、增大耦合线间距和减小反射等方法降低串扰对于电路的影响.笔者提出了PCB设计中抑制串扰的一些有效措施,对于DDR2SDRAM的信号完整性设计有一定的指导意义.

微带线间串扰的频域分析和时域优化模型

从频域与时域两个方面分析了微带线间串扰的耦合机理。在频域中,理论上明确了串扰是容性耦合和感性耦合共同作用的结果,仿真分析了微带线长度和走线间距对近端和远端串扰幅度的影响。在时域中,针对串扰电路模型提出了时域上的数学优化模型,理论上明确了在干扰信号的上升沿时间内会有最大串扰输出这一事实。对电路中的关键参数进行仿真,仿真结果证明了理论分析的正确性。

用传输线的互容与互感来研究串扰

将传输线用集总参数的元件近似,用互容与互感的观点解释串扰产生的机理。在通常熟知的,通过加大两条传输线的间距可以减小串扰的基础上,通过hyperlynx软件仿真,得到减小耦合长度可以分别减小近端和远端串扰的结论。

高速互连信号串扰的分析及优化

高速数字设计领域里,信号完整性已经成了一个关键的问题,给设计工程师带来越来越严峻的考验。信号完整性问题主要为反射、串扰、延迟、振铃和同步开关噪声等。本文基于高速电路设计的信号完整性基本理论,通过近端和远端串扰这种方法来研究多线间串扰问题。利用Hyperlynx,主要分析串扰对高速信号传输模型的侵害作用并根据仿真结果,获得了最佳的解决办法,优化设计目标。

DDR4并行互连传输串扰特性仿真与分析

为满足高带宽存储应用需求,访存速率和互连密度越来越高。DDR4作为主存领域应用广泛且速率较快的并行存储互连技术,上升/下降沿时间或低至百ps量级,信号间串扰不容忽视。以某DDR4驱动模型和板级嵌入式应用为研究对象,建立多线打扰模型,从时域角度仿真分析布线间距、打扰源相位、数据速率、耦合传输线长对带状线传输串扰的影响。结果显示:5倍介质厚度布线间距条件下串扰接近于0mV,不同相位关系打扰源形成的总串扰具有成倍双向差异。对于特定访存速率,耦合传输线长度与串扰极值存在周期性对应关系,据此合理设计DDR数据组线长,可以有效规避串扰极大值。

基于HFSS的内存芯片BGA焊点串扰仿真分析

建立了内存芯片球栅阵列(ball grid array,BGA)焊点串扰HFSS(high frequency simulator structure)电磁仿真模型,基于该模型对两个BGA焊点在高频条件下的串扰问题进行了分析,得到了其近端串扰和远端串扰仿真结果,以及信号频率、BGA焊点最大径向尺寸及BGA焊点高度对串扰强度的影响.利用正交试验设计方法,对16组不同参数水平组合的两个BGA焊点远端串扰进行方差分析.结果表明,近端串扰和远端串扰随信号频率增大、焊点最大径向尺寸增大及焊点高度增大而增大;在置信度为90%情况下,焊点最大径向尺寸对BGA焊点远端串扰有显著的影响,而焊点高度、信号频率对远端串扰影响不显著.

基于Hyperlynx的高速互连信号串扰分析

基于高速信号完整性理论,借助信号完整性分析工具Hyperlynx仿真软件,对高速PCB中造成信号串扰的多个因素进行仿真分析,并用该软件中的Board Si m模块对整板进行全局仿真和关键网络仿真分析。仿真结果表明,串扰随着线间距的增大而减小,当线间距是线宽的3倍以上时,两线间的串扰已经很小;串扰受信号频率的影响也比较大,随着频率的升高而变大;当耦合长度小于饱和长度时,串扰将随着耦合长度的增加而增加,但当耦合长度大于饱和长度时,近端串扰值将为一个稳定值;研究表明,合理的端接可以有效地减少传输线间的串扰。

基于HFSS的高速不连续性微带线串扰分析

建立了高速不连续性微带线HFSS(High Frequency Simulator Structure)串扰仿真分析模型,基于该模型对不连续性微带线在高频条件下的串扰问题进行了研究,得到了其近端串扰(S13)和远端串扰(S14),分析了信号频率、微带线厚度、微带线宽度、微带线宽度微带线拐角类型、微带线间距对串扰强度的影响。结果表明:不连续性微带线串扰强度随着信号频率的变化而呈现先增大后趋于平缓的趋势;近端串扰S13随微带线厚度的增大呈现递增的趋势;近端串扰S13随微带线宽度增大而增大;微带线拐角类型为圆弧时串扰最为明显;串扰强度随微带线间距增大而减小。基于研究结果提出了抑制不连续性串扰的方法。

高速数字通信中的远端串扰建模分析

当今电子产品不断更新换代,性能不断提升,需要处理的数据量不断增大,信号的速度也随之越来越快,印刷电路板(PCB)的面积反而越来越小。这就导致信号线的密度越来越大,不同信号线之间信号就会出现相互影响,也就是串扰。针对高速数字通信系统中传输链路之间的信号间串扰,建立等效电路模型,推导出远端串扰噪音的计算公式,提出改善措施,并最终使用HSPICE进行了仿真验证。

基于HFSS的埋入式电容串扰分析

建立了埋入式电容串扰HFSS(High Frequency Simulator Structure)仿真分析模型,基于该模型对埋入式电容在高频条件下的串扰问题进行了研究,得到了其近端串扰(S13)和远端串扰(S14),分析了信号频率、两埋入式电容间距、埋入式电容距参考层的高度及基板介电常数对串扰强度的影响。结果表明:埋入式电容串扰强度随着信号频率的变化而呈现出震荡特征;随着埋入式电容距参考层的高度及基板介电常数的增加而增大;随着两埋入式电容间距的增加而减小。基于研究结果提出了抑制串扰的埋入式电容设计方法。

防护带结构参数对耦合微带线间串扰的影响

减少印刷电路板(PCB)耦合微带线间的串扰是发展高速高密度PCB必须研究解决的问题。在满足端接匹配的条件下,建立了PCB耦合微带线间串扰测试的结构。通过有限元分析和实验测试,研究了在PCB微带线之间未加防护带和添加防护带对微带线间串扰的影响,考察了微带线间串扰对防护带的宽度和接地孔间距的依赖性。数值分析和实验结果皆表明,为了获得减少PCB微带线间串扰的最佳效果,防护带的宽度存在一个最佳值,使用此最佳值,近端串扰峰值衰减要比没有防护带时多9 dB,远端串扰峰值衰减多7 dB。同时防护带上密布的接地孔间距必须满足一个临界条件。