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高速数字信号在不完整微带线上的传输和辐射特性研究

于学萍  
【摘要】:随着高速数字电路和高集成度芯片技术的飞速发展,电路中的电磁兼容问题愈来愈受到关注。组装设计中的电磁兼容问题的研究正成为研究的热点。本文就是在此背景下,针对PCB电磁兼容设计领域中实际工程中常遇到的几个典型问题,以FDTD数值分析技术为主要分析手段,对长期困扰工程设计的几个重要的问题进行了分析和研究,给出了理论和数值分析结果。然后合理地采用近似方法,对典型电路提出了相应的工程设计方法。本文主要的创新性的工作如下: 1、完成了适合印制板上微带线分析的三维FDTD、三维PML吸收边界条件、三维各向异性的PML吸收边界条件、数值分析集总元件和数值分析电子设备辐射的近场—远场转换的程序实现工作; 2、采用时域变换、集总元件数值分析技术和FDTD数值分析技术,对微带线上电磁波传播过程进行了模拟和分析,提出了计算微带线的有效介电常数的数值分析方法,并且实现了数值分析微带线精确电路参数的一套较完善的软件技术; 3、利用FDTD方法及各向异性PML吸收边界条件,模拟了割裂大地对数字信号的影响,并分析了产生影响的物理机制,提出了用于工程设计的等效电路; 4、对高速数字微带电路间的串扰效应进行了详细的分析,并通过数值分析量化地给出了割裂大地和干扰信号波形对微带电路间串扰效应和信号完整性的影响; 5、采用计算电磁学方法对印制板上微带线的远场辐射场进行了模拟和数值分析,定量地研究了割裂大地对数字电路辐射的影响。给出了数字电路的远场辐射波形,并对结果的物理特性进行了详细的分析; 6、设计开发了内存测试系统,进行了内存测试的实验研究。


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