一种基于倒装芯片的超宽带BGA封装差分传输结构

随着高速数字电路和射频微波电路对时钟频率和带宽的要求越来越高,差分传输结构因其优良的噪声抑制和抗干扰性能而受到越来越多的重视。提出了一种基于倒装芯片的超宽带球栅阵列(BGA)封装差分传输结构。整体传输结构包括采用陶瓷材料制作的倒装芯片用基板、BGA封装焊球和印制电路板(PCB)。主要分析了差分垂直传输结构的尺寸参数对阻抗和截止频率的影响,并利用阶梯过孔减小阻抗不连续性。整体结构的传输性能通过矢量网络分析仪测试的散射参数来表征。测试与仿真结果具有较好的一致性,在DC~60 GHz频段,差分传输结构的回波损耗≤-15 dB,插入损耗优于-1 dB,为超宽带倒装芯片的封装设计提供参考。

基于差分传输的多机通信可靠性

借助于差分传输的RS 4 85总线 ,以微控制器为核心的数据采集系统可方便地构成多机系统 ,可同时并行进行数据采集。然而 ,随着多机系统的应用 ,数据通信可靠性成为整个应用系统的关键。全面提出了提高多机系统通信可靠性的若干硬件和软件措施。这些措施在实际应用中表明 ,效果良好。

双同轴电缆差分传输方式对干扰的抑制作用

传输线对信号的无失真传输是超宽带测量系统准确获得待测波形和量值的前提之一。基于带宽、功率容量、损耗、屏蔽性能、尺寸等诸多因素,在超宽带测量系统中经常选用同轴电缆作为传输线。指出采用单根同轴电缆传输信号时会引入干扰,分析了干扰形成的原因,通过数值模拟确认了干扰的存在和危害;提出采用两根共地同轴电缆共同传输信号并进行差分处理,可以有效消除传输线引入的干扰,分析了干扰消除的过程和原理,将原数值模拟模型中的单同轴电缆替换为双同轴电缆进行仿真计算,对比验证了双同轴电缆差分传输方式对干扰的有效抑制作用;对双同轴电缆差分传输结构进行了实验测试,结果表明,单根同轴电缆会引入较大的干扰信号,通过两根同轴电缆的共地连接、差分处理,可以有效消除干扰,达到高保真传输要求。

高速差分传输线的设计

针对高速印制电路板设计中存在的差分线反射问题,设计一种参数设计完全对称与传统端接相结合的差分传输线拓扑结构。依据差分线理论,得到差分线的设计参数,量化分析了主芯片TI8168与内存芯片DDR3互连中时钟信号差分传输的端接方法和端接参数。仿真结果表明,该结构可抑制差分信号的反射和差分信号引起的共模信号的反射,提高了信号传输质量。

线形结构对差分传输线信号完整性的影响

在高速PCB设计中,随着电路传输速率的增长,差分信号被越来越多地运用到布板中。在实际走线中,由于线形结构的不一致,使得差分信号之间产生了相位差,从而产生了共模噪声并增加其辐射发射。为了减小差分传输线的共模噪声对信号完整性的不利影响,文中分别讨论了直角、斜接、圆角和45°角4种不同的差分传输线拐角线形,在HFSS中建立了三维物理模型,利用S参数分析了它们的共模噪声,得出了45°拐角为布线最优选择。并提出了减小其共模噪声的方法。

基于差分传输的千兆加速网关

在内容分发网络中,减少节点之间数据传输,实现带宽节省,一直是通信加速研究中的重要问题。为解决该问题,结合差分传输思想,即只传输在通信中变动的部分数据,设计了一个基于差分传输的高速透明加速网关。该网关采用基于netmap在网络层对网卡进行链路数据直接捕获,并基于嵌入式数据库进行高速大数据处理,可支持千万级数据包的快速数据查询与更新。同时,网关的数据处理只在网络层上进行,在不影响原有的网络服务程序基础上实现了透明传输。实例测试表明,根据该方案实现的加速网关,能够实现千兆网卡的线速收发,部署方便,在特定的应用环境下能达到很高的流量压缩比。

弯曲不连续的差分传输线

随着电路传输速率的增长,差分信号被越来越多的运用到布板中。但是由于传输线的弯曲不一致,使得差分信号之间产生了相位差,从而产生了共模噪声。本文讨论了四种不同的差分拓扑结构,分别利用集总参数和S参数分析了它们的共模噪声,并提出了利用补偿电容减小共模噪声的方法。

不同差分传输线线形对信号完整性的影响

因为低辐射和对共模噪声有较好的抗干扰能力,差分信号被越来越广泛的运用。但是由于传输线的线形不一致,使得差分信号之间产生了相位差,从而产生了共模噪声并增加其辐射发射。文中讨论了四种不同的差分线线形,利用S参数分析了它们的共模噪声,并提出了两种减小共模噪声的方法。

基于差分传输管预充电逻辑的功耗恒定性电路改进设计

通过分析差分传输管预充电逻辑(DP2L)的电路结构,发现该电路还无法达到完全的功耗恒定特性,仍然存在被功耗攻击的风险。针对该问题,该文对DP2L的电路结构进行改进,并用Hspice对改进前后的电路进行模拟仿真测试。实验表明:改进后的DP2L电路结构具有更好的功耗恒定特性,更能满足该逻辑电路的设计要求。

使用防护布线减小差分传输线间的高频串扰噪声

随着高速电路的不断发展,差分传输线得到了越来越广泛的应用。它具有低辐射和较好的抗共模噪声能力。但是传统的差分线结构不能有效的降低邻近差分对之间的串扰噪声,这将影响到高速系统的信号完整性。文章针对使用防护布线的方法,讨论了三种不同结构的防护布线,在全波电磁仿真软件HFSS中建立了三维物理模型,利用混模S参数分析了它们对于减小串扰噪声的作用,从场的角度对比了它们的电磁屏蔽效果,并对如何使用防护布线提出了一些建议。

不同拐角差分传输线结构的信号完整性分析

随着PCB设计中信号传输速度的增加,差分信号传输方式被更多的应用到实际布线中。但由于拐角处的差分线长度不一致,使得差分信号之间产生了相位差,从而造成共模噪声的出现影响了信号的完整性。本文对四种不同拐角的差分传输线结构进行了S参数仿真,通过分析他们的共模噪声,得出了较小的拐角模型能抑制共模噪声的产生。并提出了有效减小共模噪声的方法。

微带耦合差分传输线远端噪声的研究

为了研究奇模传播速度与偶模传播速度对微带耦合差分传输线远端噪声的影响,从理论上分析论证奇模传播速度与偶模传播速度的不同步是产生微带耦合差分传输线远端噪声的根本原因。利用Mentor Graphics公司的Hyper Lynx传输线仿真软件建立模型。通过修改微带传输线的长度,修改IBIS模型的上升下降时间来分析差模信号与共模信号的时延差与频率对微带传输线远端噪声的影响。对仿真结果进行分析对比,提出微带耦合差分传输线的远端噪声可以看做延迟的共模信号分量与差分信号分量的和。

一种改进的超宽带差分传输参考接收机

提出了一种改进的超宽带(UWB)差分传输参考(DTR)接收机,通过在DTR接收机前加一个信道缩短均衡器,有效地减少等效信道长度,消除符号间干扰。在UWB信道模型中,对改进的DTR接收机的误码性能进行仿真,实验结果表明,在相同系统仿真参数条件下,改进的DTR接收机明显优于传统的DTR接收机。

差分传输的基础知识(下)

差分数据传输需要考虑差分信号的特性阻抗在传输过程中的作用及影响。本篇将从特性阻抗这一基本概念出发,论述不同终端方式的验证及这些终端方式在差分传输中的应用,并对不同元器件构成的终端对差分传输中的通道串扰进行分析和探讨。

低电压差分传输信号（LVDS）接口芯片研发成功

山东芯元微电子有限公司（滨州）2006年7月7日宣布，其低电压差分传输信号（LVDS）接口芯片研发成功。经山东省科技厅、信息产业厅组织的专家鉴定认为，该芯片采用0．18um标准CMOS工艺和创新电路设计，具有摆幅小、功耗低、内核面积小的优点，性能指标达到IEEE Std 1596．3—1996标准的相关要求，技术水平达到了国内领先水平、填补了国内空白，建议尽快推进产业化进程。

差分传输的基础知识(上)

USB 接口、PCI Express、Serial ATA 等串行总线,都采用了差分式(Differential)的数据传输方式,即将 D+与 D-信号线的电压差作为逻辑"1"与逻辑"0"的方式,在高速传输时则多使用 DualSimplex 模式。本文将开宗明义介绍差分传输的基本原理,以进一步了解其应用精髓。

端接复杂电路传输线网络的电磁耦合时域并行计算方法

针对端接复杂电路传输线(TL)网络的电磁耦合问题,仍缺乏高效的场路协同仿真技术。该文将传输线方程与时域有限差分(FDTD)方法、诺顿定理和置换定理以及NGSPICE软件相结合,并引入消息传递接口(MPI)并行技术,提出一种高效的时域混合并行算法(FDTDTL-NGSPICE)。首先,根据诺顿定理和置换定理,将传输线网络分解为传输线子系统和复杂电路子系统,并构建对应的等效电路模型。然后,使用FDTDTL并行算法计算传输线子系统沿线各点的电压和电流,并获取对应诺顿等效电路的电流源和等效导纳大小。最后,使用NGSPICE对复杂电路子系统进行传导干扰分析,获得复杂电路各元件上的瞬态响应,并将端口电压反馈给传输线子系统作为边界,实现传输线网络电磁耦合的场线路联合协同仿真。通过对3类典型场景的计算实例,分别使用时域混合并行算法和电磁仿真软件CST电缆工作室(CS)进行数值模拟并对比,验证所提算法的置信度。

传输线耦合下的差分对共模特性分析

基于差分信号奇模和偶模特性,分析和研究了传输线耦合对差分传输线的影响,研究表明由于传输线间的边缘场耦合,差分传输线的特性阻抗和传输时延均发生改变,从而引发阻抗不连续和信号错位,并最终导致共模噪声和EMI等信号完整性问题。传输线与差分传输线的耦合距离越小,耦合电容的不对称性就越大,引发的共模噪声也就越大。最后通过频域和时域实验验证了共模特性理论分析,实验结果表明,传输线与差分传输线间的两倍线宽间距将有效减小传输线与差分传输线耦合的差异,从而降低共模噪声和阻抗不连续以提高信号传输质量。

快衰落信道中的分布式差分空时编码传输方案

针对分布式差分空时编码(DDSTC)在时间选择性快衰落信道中出现误码率平台的问题,提出了一种新的有效减小信号帧长的DDSTC传输方案(RFL-DDSTC)来抵抗快衰落信道的影响.该方案在中继节点处通过采用T个正交向量,将DDSTC在T个符号周期内的信号合并到1个符号周期内进行转发,使得DDSTC信号变为具有单位帧长的短信号.在目的节点,再对合并后的RFL-DDSTC信号用T个正交向量进行解调,即可还原出原始的DDSTC信号.该方案由于大大缩短了DDSTC信号的帧长,因而可以有效减小信道快衰落带来的不利影响,显著地降低了DDSTC性能曲线中的平台.仿真结果表明,在发射功率为30dB时,RFL-DDSTC方案可将DDSTC的误码率平台降低一个数量级以上.

一种差分传输参考直扩超宽带系统的实现方案

文中提出了一种差分传输参考直扩超宽带系统的实现方案。该方案利用接收信号的前一个码元作为本地参考信号,解差分恢复出扩频序列,然后通过数字匹配滤波器完成PN码的相关匹配来实现同步捕获,而后采用类似方法解调实现信息恢复。通过对系统的同步性能及其误码率性能进行分析和仿真试验,结果表明该方案不仅可以实现快速的同步捕获,并且具有复杂度低、占用资源少等优点。