高速差分信号耦合方式的信号完整性研究

差分信号因具有抗干扰能力强、可实现远距离传输等优点,被广泛应用于以太网、高速串行等总线印制电路设计。针对差分信号的耦合方式,采用ANSYS仿真软件进行建模仿真分析。结果表明,线宽/间距为0.406 4mm/0.812 8 mm的差分信号插入损耗较小,采用更大线间距的差分信号有利于减少高速信号的损耗。对比3种连接器的不同间距,在8 GHz范围内,增加差分信号之间的局部间距,差分插入损耗变化不明显,说明增加差分信号之间的局部间距不会降低差分信号传输损耗。

河道测量差分信号中断补救措施探索和应用

为解决河道测量过程中因GNSS差分信号中断带来的不利影响,通过对GNSS单点定位精度、变化率的分析,采用单点定位后处理技术等方法对差分信号中断时采集的数据进行改正,并进行误差统计分析。结果表明:单点定位数据经后处理技术改正后,误差在相关规范容许范围内,数据成果满足质量要求,避免差分信号中断导致不必要返工影响结果质量的问题。GNSS单点定位后处理技术在河道测量中能够起到很好的补充作用,对河道及近海水下地形测量,特别是小比例尺水下地形测图具有很好的借鉴意义。

高速差分信号适配器的定值

高速差分信号适配器作为校准数字视频信号发生器物理层参数的关键设备,需对插入损耗、回波损耗、群时延等参数进行定值,从而确定对校准结果的影响。本文通过对其原理进行分析、定值过程(包括方法研究,装置搭建等)进行论述及不确定度评定,为该类设备校准技术的研究提供参考。

基于差分信号控制的土壤含水率传感器设计

研究土壤含水率的测定对于农作物生长,灌溉及农业自动化发展具有重要意义。该文针对传统含水率传感器电极输出信号谐波失真较大的问题,设计了一种差分信号控制的土壤含水率传感器。鉴于传感器电极输出的信号失真是由于土壤非线性因素引起的,该文利用集成时基计时器设计差分输入信号控制电路,减少输出信号的总谐波失真度。此外,建立相应的数学模型,得到土壤阻抗与信号周期变化关系。构建传感器硬件结构,通过微处理控制器测量信号周期得出土壤含水率变化数值。试验表明,传感器输出端的信号总谐波失真较传统结构减少12.56%。土壤质量含水率在5%~30%时,土壤含水率测试最大误差不超过4.89%,土壤阻抗测试误差不超过2%。

DC/DC开关电源对低压差分信号线干扰模型研究

针对某一高密度印制电路板中,在板DC/DC Buck开关电源经电源分配网络对邻近低压差分信号线造成干扰的现象进行建模分析和量化研究,以指导和改善印制电路板的布局和布线设计。在实测和分析该现象干扰源特征、干扰耦合机理的基础上,建立起同步Buck变换器干扰源的电路预测模型,并基于有限时域积分方法提取出12V电源分配网络与低压差分信号线间的干扰耦合通道的PEEC高频电路模型。利用上述两模型,实现了低压差分信号线所受尖峰干扰的准确预测。基于上述耦合通道模型,仿真研究了电源分配网络与低压差分信号线间距离、平行长度等因素对耦合强弱的影响,并提出若干改善设计措施。

DC/AC差分信号源变换电路的设计与应用

在直流稳压电源和函数信号源基础上开发了差分信号源变换电路,采取逐个击破、统筹考虑的设计方法,解决了差分信号源的稳定性、带负载能力、弱信号易调节等相关问题,满足了差分信号幅度和极性(或相位)可变的特殊要求,同时给出了几个实用DC,AC5VP差分信号源变换电路。

基于CORS与UHF的农用GNSS差分信号中继方法

为利用现有丰富的连续运行参考站(CORS)资源,给精准农业提供高精度、高可靠、高并发的差分信号,本文结合农业应用特点,利用GNSS误差的空间相关性,提出基于CORS和UHF电台的GNSS差分信号中继方案,解决测绘用CORS传输方式单一、并发性不足、使用成本较高以及单站RTK重复建设、频率干扰和基准不统一等问题。在北京市海淀区、顺义区和平谷区建立了3个基准站,组建了试验用CORS网,构建了基于PC、i80和智能手机(Phone)的3套中继试验系统,分别开展了定位性能综合验证、机组控制精度验证和应用推广原型验证。试验表明:在10 km范围内,中继定位的平面内、外符合精度分别优于0. 022 m和0. 033 m,基本满足农机作业定位要求;作业机组控制精度达到0. 066~0. 076 m,略高于0. 050 m的理论控制要求,由于机组为挂载农具空驶,该指标属可接受范围;智能手机中继传输的可靠性高、扩展性好。因此,利用智能手机和UHF电台,可快捷获取与转发CORS差分改正数,使10 km之内的流动站实现RTK级定位。该模式简单易用、成本低廉,有一定的应用推广价值。

DVI接口的TMDS差分信号研究

本文对TMDS链路接口系统正常工作参数和接收器的直流、交流特性参数、测试电路以及所引起的眼图变化进行了分析,并给出了数据传输中数据是否能正确恢复的原因。

基于FPGA的差分信号阻抗匹配研究

为了节约PCB板空间,充分灵活利用FPGA内部资源,对FPGA内置差分信号匹配终端进行研究。根据差分信号阻抗匹配的基础理论,在自制的PCB电路板上利用差分信号线传递时钟和图像数据。在FPGA内设置不同类型的片内匹配终端,通过示波器观察时钟、图像数据,利用Visual DSP++软件自带的Image Viewer功能观察图像。结果表明,使用片内匹配终端不会恶化差分信号,并能大大节省PCB板空间,且终端匹配更灵活。

一种差分信号转换器的设计

在步进电机的驱动中,控制卡EPCIO405输出的差分信号与驱动器SH20806N所需的共阳极信号不匹配,造成步进电机无法实现换向功能。针对这一问题设计一种差分信号转换器,有效地实现了步进电机控制功能。经实验运行证明,效果良好。

串行低压差分信号接收器设计

设计了一种内置差分信号有效性检测电路的串行低压差分信号接收器,通过对信号的差分摆幅进行比较,能够正确检测差分信号是否处于标准范围之内。采用片内阻抗匹配网络和镜像补偿型差分电路结构实现了高速串行差分信号到CMOS电平信号的转换,也克服了高速信号传输过程中的信号完整性问题。基于0.13μm CMOS混合信号工艺设计,仿真结果表明,所设计的电路能够正确检测和接收数据率高达2.5 Gb/s,差分摆幅超过200 mV的串行差分信号。

基于FPGA高速视频低压差分信号解码设计与实现

针对高温和电磁干扰等复杂环境对高速视频低压差分信号解码能力的影响,提出了一种高可靠性的FPGA解码解决方案。通过改善板上阻抗匹配、提高解码模块所在单元供电稳定性、增加解码程序的约束条件等措施,将FPGA串行解码理论频率从280 MHz提高到316 MHz,提高了12.86%。实验表明,改进后的设计能够在55℃高温和大电磁干扰的复杂环境下对视频数据进行正确解码,实现稳定的图像显示。

航天器低压差分信号线束的电磁兼容性分析

航天器有效载荷设备之间的高速率数据信号通过低压差分信号(LVDS)线束进行传输,因此,LVDS线束的电磁兼容性(EMC)对系统产生直接影响。文章首先通过专用的电磁兼容性仿真软件对航天器实际结构中的1对低压差分信号线束的传导特性进行了分析,之后,基于该分析结论,对由12对线束构成的设备间线束捆的串扰特性、外界电场辐射下线束的抗扰特性进行了分析。频域和时域仿真结果验证了文章所述航天器低压差分信号线束布局的合理性,为将该成果进一步推广至航天器系统级线束布局及优化奠定了基础。

一种4Gb/s低压差分信号比较器的低抖动优化设计

基于低压差分信号比较器的结构,研究了影响比较器输出抖动的各种因素,并指出:根据差分信号的输入摆幅来优化电路有助于降低电路的输出抖动。基于0.13μm CMOS工艺,优化设计了一种低抖动的低压差分信号比较器电路。仿真结果显示,该低压差分信号比较器电路能够转换传输速率高达4Gb/s的信号,在输入信号差分摆幅确定的条件下,其额外引入的峰峰值抖动为2ps。

航天器低电压差分信号线缆辐射干扰研究

基于双绞线结构及低电压差分信号(LVDS)的周期特性,运用数值评估与多导体传输线理论模型仿真的方法,分析了多个分叉的LVDS线缆辐射干扰强度。之后,提出了LVDS线缆辐射干扰的抑制工艺措施。理论分析与实测结果吻合较好,验证了采用多导体传输线法分析LVDS线缆的辐射特性,并证实了在总装工艺过程中采取屏蔽加固措施的有效性,可为优化航天器LVDS线缆布局提供参考。

差分跳频信号的波形复制-FFT联合检测

提出一种利用波形复制 - FFT联合检测剔除差分跳频信号检测中部分干扰频率的方法。在跳同步信号的支持下 ,将一跳驻留时间内的信号分成长度相等的前后两部分并分别与其对称复制波形进行拼接 ,根据有用差分跳频信号、同样干扰信号和异样干扰信号在前后两部分的复制和拼接所形成信号中能量分布的不同来识别和剔除异样干扰信号。仿真结果表明

低压差分信号技术

本文介绍了低压差分信号 (LVDS)技术的原理、特点和应用 ,并讨论了LVDS系统的设计要点。

关于差分信号匹配的探讨

关于差分信号的匹配,存在两种方法:单电阻跨接匹配和分别并联匹配,对这两种匹配,一直存在不同的看法。本论文首先给出讨论的理论基础,然后在这个基础上,给出了单匹配和分别并联匹配情况下对共模信号和差模信号的反射情况的理论分析和Spice仿真。Spice仿真和理论的分析相吻合,从而验证了理论分析的正确性,最后指出了两种匹配的区别及其不同的应用场合。

基于HFSS的差分信号回流路径设计与仿真

为满足高速电路中差分信号对信号线的低反射与高传输的设计要求,通过对差分信号线的电磁场分布与耦合情况的理论分析,提出了差分信号回流路径的一种优化方案,并给出了建模仿真的方法。运用三维电磁仿真软件HFSS通过在模型中设置参考平面、过孔相关信息等操作分别对差分信号的回流路径进行设计与仿真,利用S参数及模型电场分布分析差分信号的信号质量。仿真结果表明,本优化方案能够有效降低信号线的反射,提高信号线的传输性能与信号完整性。

低压差分信号导线的设计与环境适应性分析

低压差分信号(LVDS)导线是新研制的专门用于传输高数据速率信号的导线,广泛地应用于航天器数据传输任务。文章介绍了LVDS导线的材料特性,进行了环境适应性分析,也对其性能参数进行了计算,计算结果均满足导线指标要求。