《基于电磁带隙结构的同步开关噪声抑制技术研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于电磁带隙结构的同步开关噪声抑制技术研究（72页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、我个人在 别加以标 注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成 果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的 材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中做了明确的说 明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。 本人签名： 本人完全了解 生在校攻读学位期 留送交论文的复印 容，可以允许采用 结合学位论文研究 本人签名： 导师签名： 西安电子科技大学 关于论文使用授权的说明 ? 降J 赝枉日期之2 323 巨黟。：。：-日期砌2 32 2 隧7 J 随着现代高速数字电路的发展，高速边沿上升速率，高
2、时钟速率和低电压电 平等原因使得电源平面与地平面之间的同步开关噪声( S i m u l t a n e o u sS w i t c h i n g N o i s e ：S S N ) 问题变得越来越突出，因此如何消除同步开关噪声是许多科研人员 面临的一个棘手问题，消除同步开噪声对于高速数字电路的发展有着重要意义。 新型电磁材料的研究及其应用受到许多科研人员的关注，电磁带隙 ( E l e c t r o m a g n e t i cB a n dG a p ，E B G ) 结构是一种具有频率禁带的周期性结构，在一 定的频率带宽范围内可以阻止电磁波传播，其特有的性质使其具有广阔的应用前
3、 景。本论文以E B G 结构的理论设计与同步开关噪声的消除理论为基础，采用电磁 仿真软件，对实验室前期的研究成果进行了优化实验：同时设计了新型超宽带的 C o n v o l u t eE B G 结构，将其应用到P C B 上来消除同步开关噪声。 本论文的主要工作及其创新如下： 1 基于实验室前期的E B G 研究成果，对其中一种结构进行了优化，对其带隙 特性进行了仿真，然后实验制作实物，实测结果与仿真结果基本吻合。带隙特性 良好，抑制深度与带宽都比几种经典型的平面型E B G 结构有显著提升。最后对新 型E B G 结构的信号完整性问题进行了仿真验证，采用单线作为传输线时新型E B G
4、电源平面的信号完整性稍有下降，采用差分线对时可以有效解决这一问题。 2 另一重点是基于E B G 结构的工作原理、设计公式以及同步开关噪声的频带 特点即低截止频率，宽频带的特点，采用环绕枝条增大电感的方法，设计了一种 新型抑制S S N 的超宽带C o n v o l u t eE B G 结构。首先对C o n v o l u t eE B G 结构阻带带 隙特性进行了建模仿真，得到其拥有基本覆盖S s N 的频带特性曲线，频率范围为 1 5 0 M H z 1 0 7 G H z ，较Z - b r i d g e dE B G 的带宽增加了6 2 3 ，然后对其可能带来的信 号完整性问题
5、进行了仿真讨论，发现采用新型C o n v o l u t eE B G 结构做电源平面时， 信号完整性较好。 关键词：印刷电路板同步开关噪声电磁带隙电磁兼容 A b S l r a c t A b s t r a c t W i t ht h ed e V e l 叩m e n to fm o d e m h i g h - s p e e dd 谵i t a lc i r c u i t s ，f 酗te d g er i s i n gr a t e s ， h i g hc l o c k 翔t e s锄dl o wV o l t a g el e V e lm a k et h es
6、 i m u I t a n e o u ss w i t c h i n gn o i s e ( S i m u l t 锄e o u sS w i t c h i n gN o i ：S S b e t 、e e nt h ep o w e rp l 彻e 锄dg r o u n dp l a n e b e c o m e m o r es e r i o u s T h e r e f o r c ，h o wt oe l i m i n a t es i m u l t 锄e o u ss w i t c h i n gn o i s ei so n e d i 衔c u l tp
7、 r o b l e mm a n yr e s e a r c h e r sm e e t ，e “m i n a t i n gS S Nf 1 0 rt h ed e v e l o p m e n to f h i g h - s p e e dd i g i t a lc i r c u i t si so fg r e a ts i g n i f i c a n c e T h er e s e a r c ho fn e w e l e c t r o m a g n e t i cm a t e r i a l sa n dt h e i ra p p l i c a t
8、i o n sh a v eb e e nt h e c o n c e mo fm 锄yr e s e a r c h e r s E B G ( E l e c t r o m a g n e t i cB a n dG 印，E B G ) S t m c t u r ei sa k i n do fp e r i o d i cs 加c t u r ew i t ha 船q u e n c ys t o p b a n d ，i nac e 砌i nr a n g eo ff r e q u e n c y b a n d w i d t h ，E B Gc 鲫S t o pe l e
9、c t r o m a g n e t i cw a V ep r o p a g a t i o n I t Su n i q u en a t u r em a k e si t h a V eb r o a da p p l i c a t i o np r o s p e c t s I nt h i sp a p e rb a s e d t h eE B Gs t r u c t u r ed e s i 印 t h e o 叮彻ds i m u l t a n e o u ss w i t c h i n gn o i s ee “m i n a t i o nt h e o 巧
10、，o n ek i n do fE B Gs t r u c t u r e h a sb e e ns t u d i e di nt h el a b o r a t o 叮i so p t i m i z e db yu s i n ge l e c t r o m a g n e t i cs i m u l a t i o n s o 觚a r e 锄dan e wP C Bw i t ht h eE B Gs t r u c t u r ea sp o w e r p J a n eh a sb e e nf a b r i c a t e da n d m e a s u r e
11、 d ；at y p eo fn e wu l t r a - b r o a d b 锄dC o n V o l u t eE B Gs t r u c t u r ci sd e s i g n e d ，S 0a st o e l i m i n a t et h es i m u l t a n e o u ss w i t c h i n gn o i s e T h em a i nw o d ( a n da c h i e v e m e n t so ft h i st h e s i sa r es u m m a r i z e da sf 0 l l o w s ： l
12、O n ek i n do fE B Gs 缸1 J c t u r eh a sb e e nS t u d i e di nt h el a b o r j l t o r yi so p t i m i z e da n da n e wP C Bw i t ht h eE B Gs t r u c t u r e 嬲p o w e rp l 粕eh a sb e 明f a “c a t e d 卸dm e a s u r e d E x p e r i m e n t a lr e s u l t sa r eb a S i c a l l yc o n s i s t e n tw
13、i t ht h es i m u l a t i o nr e s u l t s T 1 l eb 加d g 印 p r o p e r t i e so ft l l en e wE B Gs t 】n J c t u r ei sg o o d ，t h es u p p r e s s i o nd e p t h 锄db a n d w i d t ha r e b o t hs i g n 讯c a n t l yi m p r 0 V e dt h a nt h ec l a s s i cp l a n a rE B G s t r u c t u r e s F i n a
14、 l l y ，t h es i g n a l i n t e 伊i t yo fn e wE B GS t l l l c t u r ci ss i m u l a t e db ys o f w a r e ，T h e r ei sas l i g h td e c r e a s ei n s j g n a Ji n t e 鲥t ) ，u s i n gs i n g J e 仃a n s m i s s i o n 】i n e ，b u tt h es i 印a li n t e g r i t ) ，o ft h ep r o p o s e d E B G p o w
15、e rp l 加ec a nb ei m p r o V e db yu s i n gd i 仃e r e n t i a l t 啪s m i s s i o nl i n e s 2F u n h e m l o r e ，b a S e do nt h ew o r k i n g p r i n c i p l e ，d e s i g ne q u a t i o n so fE B Gs t T l l c t u r e ， 锄dc h a r a c t e r i s t i c so ft h es i m u l t a n e o u s s w i t c h i
16、n gn o i s e ： l o wc u t - o f ff k q u e n c y ， w i d e b a n d ，i n c r e a s i n gt h ei n d u c t a n c eo ft h eE B Gb yt h eb r a n c h e sa r o u n dt h eE B G ，a n e w t ) ，p eo fu l t r a w i d e b 锄dE B Gs n u c t u r e 鼻阿S S Ns u p p r e s s j o nn a m e dC 0 n v o l u t eE B G i s d e s i g n e d F i r s tt h ec h a r a c t e r i s t i c so fs t o p - b 锄da r cs i m u l a t e db ys o f t w a r e T
