文档介绍：南京航空航天大学
硕士学位论文
高速数字电路中互连系统的研究
姓名:虞菊花
申请学位级别:硕士
专业:电磁场与微波技术
指导教师:曹群生
2011-01
南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
在现代的高速数字电路中,频率增大,上升时间急剧减小,系统中的互连效应越来越明显,
它不能再以集总电路的形式出现,而是用分布参数电路来表征。本文从四个方面研究了高速
电路中的互连系统:差分传输线与过孔的分布参数电路模型、传输线间的串扰、终端负载可
变时的匹配网络,以及电源/地平面的结构,其创新点和研究重点如下:
一、基于差分传输线与过孔的结构,我们首先通过 HSPICE 软件中的场求解器,得到差分
传输线精确的 RLGC 矩阵,由这个矩阵的参数建立其分布参数模型;运用过孔的经典理论,
建立初步的电路模型,获得差分传输线与过孔所构成的系统初步分布参数电路模型,然后,
通过与全波仿真所得参数比较,微调电路模型的参数,最终得到精确的系统电路模型;
二、在分析减小平行传输线间串扰的传统方法基础上,引入蛇形防护线结构,结果表明这
种新型的防护线能够大大的降低串扰的影响,改善了传输线的性能。同时针对 PCB 板上常见
的 45°角的非平衡传输线,提出了使用不规则蛇形防护线的方法,在带宽范围及在高频段内
能够大幅度的减少传输线间的噪声电压;
三、根据电路源端和负载的参数,研究了各种终端匹配网络的适用模型,采用了低 Q 高
宽带电路结构,实现电路终端的匹配;针对可变终端负载,提出了使用压控电容来实现其匹
配网络实时调节的有效方法,使得负载变化电路始终工作在最佳匹配状态;
四、针对电源完整性问题中的电源/地平面结构,采用目标阻抗设计方法来实现电源分配
网络,通过去耦电容器的合理使用来减小电源/地平面间的阻抗,从而保障了电源的有效分配。
关键词:高速数字电路,互连系统,差分传输线与过孔,串扰,蛇形线,终端匹配,电源分
配网络,去耦电容

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ABSTRACT
Interconnection effect is more and more obviously in the modern high-speed digital circuit when
frequency increases and the rising time decreases sharply. The interconnected system can no longer be
treated as lumped form circuit, but characterized as distributed parameter circuit. This thesis is
organized four parts: distributed parameter circuit of differential transmission line and via, crosstalk
between the transmission lines, work with variable terminal load and the power/ground
planes structure. The innovations and research emphasis as follows:
Firstly, we have introduced the structures of the differential transmission line and vias, and we can
obtain the accurate RLGC matrix of the differential transmission line using field solver of HSPICE
software, and have build up the distributed parameter model; the primary via circuit model has
established using the classical theory, so we have obtained the preliminary distributed parameter
circuit model for the differential transmission line and vias. Comparing with the parameters from the
full-wave simulation, the precise model has be