PCB上电磁干扰分析及干扰抑制技术

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1、分类号0441．4密级重庆邮电大学硕士学位论文论文题目英文题目△：!：h曼Q!曼!i堡垒!!塾Y曼墨!ig垦!iQ堕Q!星!曼曼!￡Q堡垒g塾曼!i堡InterferencefromthePrintedCircui!旦Q鱼!鱼鱼堕亟l塾!曼!l曼!曼坠垒曼§坠PP!曼墨墨iQn!垒鱼h塾Q!QgY指导教师论文提交日期垒通垒』日!璺论文答辩日魈2卿生』骞趋宜论文评阅人建苤】嘉基擅：答辩委员会主席200暑年5月15日；!‘?誊7，，，；●}独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中

2、特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得重麽由＆电太堂或其他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已在论文中作了明确的说明并表示谢j蠹。学位论文作者签名懒受缓签字日期：土卯$年妇爻日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解重麽邮电太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，摘要随着集成电路制造工艺突飞猛进的发展，越来越多的高开关速度、高管脚密度器件被应用于数字系统当中，而与此同时，系统的供电电压呈现明显

3、的下降趋势。具体体现到高速PCB板级设计上，则为信号完整性(SignalIntegrity，简称SI)、电源完整性(PowerIntegrity，简称PI)和电磁兼容性(E1ectroMagneticCompatibility，简称EMC)问题的影响已经达到了不可忽略的地步，经常会出现逻辑功能正确的数字系统不能在物理结构上实现。因此，如何在系统设计以及板级设计中考虑SI／PI／EMC问题，并采用有效的控制措施和设计规则使达到“设计即正确”的理想状态，成为当今系统设计工程师和PCB设计业界中的一个热门课题。本文以印刷电路板上的电磁辐射为研

4、究对象，首先对电磁干扰的基本概念、电磁兼容的基本理论、电磁兼容标准规范、实现电磁兼容的措施手段等进行介绍；然后详细分析了高速印刷电路板设计中的信号完整性问题，包括反射、串扰、同步开关噪声等以及传输线理论；接下来基于对谐振腔模型的分析研究，得出一个计算矩形电源总线结构中电磁辐射场强度的表达式，并利用Matlab进行计算、仿真和分析，得到了和预期比较接近的结果，证实了预先假设的正确性；最后分析说明为了减小印刷电路板上的电磁干扰，所采取的措施。本文所完成的工作有以下几个方面：1．对印刷电路板上的电磁兼容原理进行详细地介绍，对引起信号完整性问题

5、的反射、串扰、同步开关噪声进行了较深入的理论分析；2．基于对谐振腔模型的分析研究，得出一个计算矩形电源总线结构中电磁辐射场强度的表达式，辐射场的强度可以由电源总线结构边缘的等效磁流和修正的传播常数计算出来，根据得出的表达式，分析不同情况下PCB上的电磁辐射，并进行仿真；3．介绍了几种EMI的抑制技术，对光子带隙结构和电磁带隙结构进行分析，对电磁带隙结构的原理，特别是二维电磁带隙材料中的电磁波理论进行了详细的介绍。关键词：印刷电路板，电源总线结构，传播常数，电磁干扰，光子晶体AbstractM0reandmorehigh-switch-r

6、atcandhigh·pin·densitydeViceshaVebcenappliedtothedigitalsystemalongwiththefastdeVelopmentofmanufacturetechnicsofintegratecircuit，whilethesupplyV0ltage0felectfonicsystemshowsitselfafallentrend，signalintegrity(SI)，powerintegrity(PI)andelectromagneticcompatibility(EMC)probl

7、emshaVebecomeincreasinglyserious．SohowtosolVetheseproblemsonthedesignofsystemleVelandPCBleVelandhowt0maketheelectronicsystemt0becorrectbydesignaremoreandmoreimportant．ThestudyobjectistheradiatedemissionsofthePCBinthispaper。Atfirstthepaperintroducethebasalconceptandtheory

8、，thefactorofdisturbandthetransmitroute，thestandardandthemeasureofEMC．Secondly，thedissertationintroduces