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高速数字电路信号完整性和电源完整性的研究

刘波  
【摘要】:现代电子系统工作频率已经达到吉赫兹以上,相应脉冲信号的上升/下降沿更加陡峭,脉宽可达皮秒量级。集成度的不断提高使版图中互连线的密度空前增大。这样就带来了很多信号完整性和电源完整性的问题。 本文对影响信号完整性和电源完整性的主要噪声进行介绍,包括反射,串扰和同步开关噪声。对反射的解决办法总结了几种端接方法,并且分析了各种不同端接方法的优点和缺点。对于串扰,介绍了基本概念和特点,对减小串扰的影响,也采取了几种方法。 本文着重围绕同步开关噪声进行了分析,采取措施进行了抑制。从阻抗角度去减小同步开关噪声对电路的影响。另外,考虑到电源/地平面对和平行板电容器相似,提出了压缩电路厚度和改变介电常数来尝试降低同步开关噪声,得到了较好的效果。 理想差分对在接地平面上的回流电流大小相等,方向相反等于没有电流流过,所以不会产生同步开关噪声,但在高频时不能这样考虑。本文建立了差分对电路模型,先进行差分线回流引起电源/地之间谐振进行了时域分析。随后用混合S参数,分析了差分对和电源/地之间的相互影响。对差分对的布线提供一定的指导意义。


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