隨著高頻電路時鐘頻率的不斷增高,同步翻轉(zhuǎn)噪聲(Simultaneous switching noise,SSN)已成為高頻電路電磁兼容(Electromagnetic compatibility,EMC)設(shè)計需解決的關(guān)鍵問題之一。目前已有的研究表明,電磁帶隙(Electromagnetic band gap,EBG)結(jié)構(gòu)能夠有效地抑制高頻電路的SSN問題。因此,本文基于傳統(tǒng)共面型EBG結(jié)構(gòu)抑制SSN的原理,從高頻電路的EMC設(shè)計角度出發(fā),通過改變共面型EBG結(jié)構(gòu)的金屬連接線長度,提出了兩種新的共面型EBG結(jié)構(gòu):NS共面型EBG結(jié)構(gòu)和NW共面型EBG結(jié)構(gòu),在高頻電路的公共電源層嵌入所提出的共面型EBG結(jié)構(gòu),最終實現(xiàn)對高頻電路SSN的抑制,從而達(dá)到高頻電路的EMC優(yōu)化,保證高頻電路的信號完整性(Signal integrity,SI)。本文采用Ansoft HFSS軟件,對所提出的NS共面型EBG結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模仿真分析,同時根據(jù)仿真模型制作了含有NS共面型EBG結(jié)構(gòu)的高頻組件電路。通過軟件仿真對比,證明了所設(shè)計的NS共面型EBG結(jié)構(gòu)較傳統(tǒng)EBG結(jié)構(gòu)具有更好的SSN抑制能力。由仿真結(jié)果可知,NS共面型EBG結(jié)構(gòu)的抑制SSN的下限截止頻率為280MHz,阻帶帶寬為4.82GHz;仿真結(jié)果說明了NS共面型EBG結(jié)構(gòu)對SSN抑制能力優(yōu)于傳統(tǒng)的共面型EBG結(jié)構(gòu)。通過實際測試證明了應(yīng)用NS共面型EBG結(jié)構(gòu)的高頻電路較電源層連續(xù)的傳統(tǒng)高頻電路SI更好。本文基于NS共面型EBG結(jié)構(gòu)的研究,通過將多個NS疊加來進(jìn)一步增加共面型EBG結(jié)構(gòu)金屬連接線的長度,提出了另一種新的共面型EBG結(jié)構(gòu)——NW共面型EBG結(jié)構(gòu)。通過仿真對比,分析了不同金屬連接線的寬度對其抑制SSN能力的影響,同時兼容實際的電路制作工藝,選取了NW共面型EBG結(jié)構(gòu)金屬連接線的最優(yōu)線寬0.2mm。基于HFSS的仿真模型,制作了含有NW共面型EBG的高頻組件電路。由實際測試表明了應(yīng)用NW共面型EBG結(jié)構(gòu)的高頻電路具有比NS共面型EBG結(jié)構(gòu)更好的信號完整性。
【學(xué)位單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM13;TN03

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2822163