PCB设计中阻抗匹配的信号改善方法

为了研究阻抗匹配对传输线上高速信号质量的改善效果,结合传输线理论分析了高速信号在传输线上传导时发生反射的原因以及避免信号发生反射的阻抗匹配方法,介绍了5种阻抗匹配方式的特点。采用Hyper lynx仿真软件分析了控制板卡印制电路板(PCB)设计中现场可编程门阵列(FPGA)到数字信号处理器(DSP)之间一条传输线上的信号质量,对比分析了有无串联匹配电阻、源端串联匹配电阻、中端串联匹配电阻和末端串联匹配电阻的信号质量。结果得出,传输高速信号的电路系统应该进行阻抗匹配,对于串联匹配电阻,在PCB布局设计中应尽量将匹配电阻靠近信号源端放置。

低压载波通信信道阻抗测量与信号建模(英文)

在低压电力线上,阻抗随时间和频率的变化会造成电力载波通信信号的衰减、反射和多径传播,严重影响低压电力线载波通信产品的性能,但由于低压电力线上的阻抗受拓扑结构和所连接的电气负载的影响,具有复杂多变的特征,因此很有必要测量并总结阻抗随时间和频率的变化规律。通过现场测量,采集了部分低压配电网中不同通信节点在100~500-kHz频率之间的阻抗特征数据,并基于这些测量数据,利用阻抗推导法建立了信号衰减模型和基于二端口网络的信号传输模型。仿真结果表明,所建立的信号衰减和传输模型能够有效逼近实际测量结果。

基于PCB仿真的高速时钟电路设计研究

随着电子线路设计复杂程度的增加 ,以及人们对于电路性能要求的不断提高 ,对于高速电路设计的仿真显示出越来越重要的地位。该文主要介绍了基于信号噪声分析软件 (SigNoise)对于印刷电路板 (PCB)的仿真 ,并对高速时钟电路设计中的传输线距离考虑、匹配电阻设计、PCB布线形状进行了深入的研究。文中对于高速数字电路信号完整性和电磁兼容性的分析 ,对于电子线路的设计具有很好的参考价值。

传输线多分支结构的阻抗匹配技术研究

阻抗匹配技术是高频电子电路设计的关键。因此,为了解决特殊结构传输线的阻抗匹配计算问题,该文在阐述传输线阻抗匹配的基本原理的基础上,给出了传输线多分支结构的基本特征。在深入分析了传输线多分支结构的信号传输特性的基础上,结合传输线零阶模型得到了多分支结构阻抗的匹配条件,并对比给出了仿真结果。该文还对传输线多分支结构模型中影响信号传输特性的主要因素进行了分析总结,进一步优化了传输线多分支结构阻抗匹配的解决方案。

传输线阻抗匹配的分析与设计

介绍了传输线的基本特征以及信号线视为传输线的具体条件。指出了传输线阻抗匹配的数学物理模型及阻抗计算公式。以高速收发器中的传输背板为例,不仅详细介绍了背板传输线阻抗匹配的设计过程及参数计算方法,而且结合生产实际,总结出PCB工艺对特征阻抗的影响。对传输线阻抗匹配问题的分析与设计提供了重要参考。

单/双路馈入磁绝缘感应电压叠加器感应腔角向传输线的优化

角向传输线作为磁绝缘感应电压叠加器(MIVA)感应腔的关键部件,对MIVA感应腔馈入电流角向均匀分布,以及感应腔输出响应有决定性影响。为此,从馈入电流角向分布、阻抗匹配、绝缘安全等方面阐述了MIVA感应腔角向传输线的物理设计原则。针对双路和单路两种脉冲馈入方式,分别给出了优化的角向传输线结构。采用3维全尺寸、瞬态电磁模型对馈入电流角向分布和感应腔输出脉冲进行了模拟计算。结果表明,双路馈入MIVA感应腔馈入电流均匀性较好,设计角向传输线时首要考虑因素是降低角向线阻抗来改善感应腔输出脉冲响应,减小输出波形畸变。单路馈入MIVA感应腔馈入电流不均匀程度显著增大,采用非对称的角向线结构可提高馈入电流均匀性。双路和单路馈入MIVA感应腔电流角向不均匀系数最低分别为3%和9%。

传输线的阻抗控制

阐述了传输线特征阻抗的物理含义,介绍了2种传输线阻抗计算的经验公式,在此基础上讨论了影响传输线阻抗控制的主要因素。重点分析了当光发射模块的驱动器芯片和激光器之间的传输线阻抗不匹配时对信号眼图的影响及其改进情况,并进一步从PCB板上电路的工艺设计来解决传输线的阻抗控制问题。

基于数字电路系统的高速PCB信号完整性分析

信号缺失、信号串扰等问题要求电路板设计初期考虑信号完整性。为此,基于高速通用信号处理平台在设计中所遇到的信号完整性的阻抗匹配问题进行探讨,并对阻抗匹配进行仿真,通过调整端接匹配电阻,得出优化结果。结果表明,实验结果与实际情况相符合。

微带多电容负载阻抗匹配模型和计算

分析了多抽头微带取样传输线的波形失真问题,根据分布参数理论和微波传输线理论,提出基于集中参数原则的等效分布电容模型和基于分布参数理论的局部补偿模型,推导出阻抗匹配计算公式和计算方法,数值模拟和电路仿真结果表明,将两种方法联合应用进行补偿,可大大降低输出波形的失真程度。

雷达定时脉冲近距离传输的分析与电路设计

通过分析比较多种时间同步技术,对与雷达距离上百米的系统,采用有线传输雷达定时脉冲信号的方式来实现快速的时间同步。针对雷达脉冲信号边沿跳变迅速,在传输过程中存在延时、反射和畸变等问题,借助Cadence仿真软件对信号传输过程进行了仿真分析,设计了合理的传输电路。实验证明本方案结构简单,抗干扰能力强,同步时间可以达到亚微秒级,在雷达信号检测模拟器、雷达诱饵和雷达组网中都有着重要应用。

利用软件仿真的方法研究信号完整性问题

本文通过软件仿真的方法研究了信号完整性问题中的信号反射和阳抗匹配。给出了一种利用仿真估计电路临界频率和电缆(传输线)特性阻抗的方法。

传输线信号完整性的反射分析

针对高速电路系统的传输线信号完整性问题,通过对高速电路PCB上传输线等效电路的分析,给出了信号传输时产生反射现象的原因;介绍了常用的消除反射的方法,即选择均匀传输线、采用合适的拓扑结构布线和阻抗匹配法,指出阻抗匹配法可解决信号传输的反射现象;阐述了源端阻抗匹配法和负载端阻抗匹配法消除反射的原理和适用条件。针对时钟电路中的反射问题,采用PADS/Hyperlynx软件对阻抗匹配法进行仿真,结果表明,阻抗匹配法能够改善信号传输的反射现象。

高速电路设计中信号完整性的反射分析

针对高速电路设计中信号完整性的问题,文中通过对高速电路中传输线等效电路的分析,从理论及计算角度给出了信号反射现象的形成原因。介绍了两类常用的抑制反射的端接方案,阐述了6种阻抗端接匹配方法消除反射的原理。通过Cadence公司的SpecctraQuest仿真工具对点对点信号传输网络进行了反射仿真,给出了在不同阻抗匹配方式下的仿真测试结果。结果表明,适当的阻抗匹配方式可以改善信号传输的反射现象。

电声脉冲法测量系统的等效传输线模型及声学特性分析

采用电声脉冲法测量绝缘内部空间电荷分布时,应用仿真方法准确评估测量系统的特性有助于电荷结果的精确分析。针对测量过程中声波传播与转化这一电荷信号关键传递过程,结合传输线模型中的电压波传播原理,提出了声波信号的等效有损传输线模型的构建方法。基于电极记录点和传感器位置处的一致模拟结果与分析结果,验证了仿真模型的可靠性。针对实际测量过程中存在的反射杂波信号问题,指出脉冲激励频率过高时反射杂波可能会影响实际测量的有效信号。进一步仿真结果表明,半导电电极与试样声阻抗不匹配会影响上电极界面的声波幅值,而背衬吸声材料与传感器不匹配则会影响获得的测量波形形状。最后针对多层介质的模拟结果发现,测量所选背衬吸声材料的厚度也需远大于多层试样的厚度,以避免反射对有效测量信号的叠加影响。由此,仿真模型可以有效评估实际电声脉冲测量系统的声学特性。

变压器信号源内阻与传输线负载阻抗匹配研究

变压器作为电压的转换装置,在各种自动化、机械化设备中起到了关键作用。为此,为提高变压器性能,研究一种新的变压器信号源内阻与传输线负载阻抗匹配方法。该方法首先利用增大测量回路电阻法测量变压器信号源内阻值,然后利用史密斯图法计算传输线负载电阻,最后利用模拟退化智能算法实现变压器信号源内阻与传输线负载阻抗匹配。经测试,结果表明:与两种传统阻抗匹配方法相比,所提方法的变压器信号源内阻与传输线负载阻抗匹配度达到最大,说明所提方法性能更为优越,有效提高了变压器的可靠性和稳定性。

高频宽带水声换能器的背衬参数设计

为了扩展高频水声换能器带宽,添加背衬是方法之一,然而针对水声换能器的激励信号形式和工作状态,当前缺少针对水声换能器背衬设计的准则,本文开展了水声换能器背衬参数的作用机制研究工作。基于KLM (krimholtz leedom and matthaei)传输线模型研究了背衬厚度、衰减系数及特征阻抗对水声换能器性能的影响。研究结果表明:背衬在水声换能器中作为谐振体的一部分参与振动并形成了若干阶纵向振动模态,其作用是增加系统阻尼,而不是吸收声波。从扩展带宽的角度出发,背衬的衰减系数应尽量大,此时,发送电压响应波动减弱且对响应幅值影响很小;背衬特征阻抗能够调节两响应峰的相对幅值,阻抗过高或者过低都不利于宽带的形成,因此选择中等特征阻抗的背衬较为适宜。最后,基于上述的背衬优化方法,制备了水声换能器样机,其测试带宽为102%,与理论吻合较好。

200 kV阻容分压式直流电压互感器阻抗匹配

为了研究200 kV阻容分压式直流电压互感器内部的阻抗匹配情况,分析了阻容分压式直流电压互感器的工作原理,基于实际参数建立了互感器的MATLAB仿真模型.互感器内部阻抗匹配效果不佳,不能完全消除振荡,需增加更有效的阻抗匹配措施.采用低通滤波器作为有效阻抗匹配的措施,并通过对比分析不同滤波器的阻抗匹配效果.结果表明,与RC无源滤波器相比,二阶巴特沃斯滤波器滤波特性更优,性能更稳定,是更可靠、有效的阻抗匹配措施.

基于辐射问题实例研究高速信号线的设计规则

基于高速信号线的辐射发射特性,结合实际案例,总结了适用于高速信号线的设计和布线规则,包括用分立电阻、源端分叉、增大负载端阻抗等。整改后,产品的辐射发射测试结果满足要求。

VSC-HVDC系统输电线路参数对传输功率的影响分析

建立柔性直流输电系统(VSC-HVDC)的直流网络等效电路。逆变站采用定有功功率控制,整流站采用定直流电压控制,来保持系统有功功率的平衡。同时由于逆变站采用定有功功率控制,系统将会出现恒功率特性从而影响系统的稳定性和传输功率大小。研究将逆变站等效为一个小信号阻抗模型,通过劳斯稳态判据来判定系统的稳定性,然后分析阻抗模型中的系统直流输电线路参数对系统传输容量的影响。最后,利用PSCAD/EMTDC软件进行仿真验证,通过分析得出在构建直流输电系统时,直流输电线路的电阻、电感、电容与系统的传输容量大小关系。

传输线阻抗匹配模型及精确计算

介绍了传输线阻抗匹配的数学物理模型,其中包括微带多容性负载的阻抗匹配模型,并给出了相应模型的阻抗计算公式。提出了一种新颖的、精确的阻抗测试方法,即用场提取的方式测试特征阻抗。文中对传输线阻抗匹配模型进行了研究,对使用计算机辅助设计技术进行特征阻抗的精确计算与实时分析。