传输线端接对电磁兼容的影响

传输线端接对电磁兼容的影响产品测试与解决方案 � ‘西安电子科技大学 , 西安 � !∀ � # 经纬闺美云随着时钟频率的不断增加 , ∃%& 上传输线的电磁辐射也成为影响产品 ∋(% 测试的关键因素。对于高速电路来说 , ∃% & 上的布线应该作为传输线来对待 , 而传输线的端接不仅影响信号完整性 , 也对传输线的辐射有很大影响。在高速数字电路中 , 利用纯电阻端接通常可以保证良好的信号完整性。端接的电阻可以放置在源端)近端 #也可以放置在负载端)远端 #。虽然端接对信号完整性的改善已经有很成熟的理论依...

产品测试与解决方案 � ‘西安电子科技大学 , 西安 � !∀ � # 经纬闺美云随着时钟频率的不断增加 , ∃%& 上传输线的电磁辐射也成为影响产品 ∋(% 测试的关键因素。对于高速电路来说 , ∃% & 上的布线应该作为传输线来对待 , 而传输线的端接不仅影响信号完整性 , 也对传输线的辐射有很大影响。在高速数字电路中 , 利用纯电阻端接通常可以保证良好的信号完整性。端接的电阻可以放置在源端)近端 #也可以放置在负载端)远端 #。虽然端接对信号完整性的改善已经有很成熟的理论依据以及计算公式了 , 但对于端接如何影响传输线的辐射所作的研究还不够。本文主要针对端接对传输线辐射的影响作了研究与分析。近端与远端匹配 ∗ + , ∗ , 云 � −甲一存沪净石硝 . / 图传输线模型如图所示为传输线模型 , 源端阻抗为 ,0 , 负载端阻抗为 , 1 , 传输线为无损传输线 , 时间常数为 − 。负载端阻抗包括了远端匹配阻抗和接收端内部阻抗。对于电小尺寸的传输线来说 , 有哪例二了和0222 夕 ”夕 , 其阻尼因数为 / 近端端接 / ),‘接收端电容 # , ∗ 凡厂万七 0 一二成厂飞3—了乙口 4 了远端端接 / )5 6二∀ 7 . 户8 1 9: 接收端电容 # , 。厂牙一 “ ; 不份 ‘9花二万多八乙 <乙口七 , 护� 石己澳式左石亩理9关 − , 编垂而传输线的电流 3). #和其微分形式 2’).# 可以由下面两式计算出。、‘户=齐叭曰产八曰、> 了、忽略端接的类型 , 使杏‘ ; 头 ; 若。后面对电小尺寸传输线 )短线 #辐射的分析都是基于这种阻尼因数众 ; 易二杏#。 ‘)·卜告), 。!?≅ , ),一 #Α 、乙02= 刀), 一## , “)·#一子). 。·,·刀),一 #一二 / !∀0 , ),一## , 其中 / Β ; “。)“/ Α . / #%Χ≅ 尽 Α , ),百Α 5 Δ 5 / #0 7 , 月 , ) Δ # 如图 5 所示 , 以 ∃) 其中 / 二 ). , 十 . / #Ε5, / )/ #” Φ 和 Δ/ 、刁5 #点作为观察点 , 远场的表达式可以简化为下面两式 / Γ7⋯:Η 行了“ 兰二‘), ‘)几#一 , ‘)毛## 户 ) # 2 Ι刃必印生二 ),) 5 5 #一2) .,##夕 ) 5 # 翔�� 凡图 ! 传输线的辐射从前面的分析可以知道 , 对于短线来说有 ∀# ∃尽、 % 和∃’&∋ ,月、例。则可以进一步化简 % ( ) 和 % ’( )为 ∗ +),)一刀−./.却0 .% ( 、一一去乙 1 一卢‘ % 《艺 )如图 ! , 对于单根无损传输线有必2 利用稠密矩阵其得到其电场如下式 ∗ % ( ∗ ) 1 % ’( ) 1笋 34 “一’一 , 5) � ”州6% 。 )%∗∗ 其中 ∗ 厂皿 7“ ”8引 9 1 一艺一幸万幼宙 , 其中 ∗ :∃ 1 . 。(凡十 . ∗ )十 −(.万/ .声 ∗ )尽 ( 7; ) 在这些条件下可以导出单根传输线远端 ( �动端接与近端 ( �矽端接的电场比值 , 如下式所示。 8丝续妙鱼一共8。一 , 卢, 【 ) ∋ < 气二 ) < 5艺 ) %= 1 ‘ ∋ , 、、 >?竺丝丛止卫丝业竺兰三竺垦‘ ?5 ≅ 伙刁 ≅ 」 ‘;、 ?凡 ? Α 了/ Β∋二 ,一∋1 ∋了, ∃Χ 甲了尸一了叮一勺一泞 , 代丁吸 Δ?乙 , ? 丫(7 / Ε ) / 5加Φ 。Γ Φ ∗ )一 , ( 7Η ) , (Η ) 几一侧其中 ∗ Β 1 (如田尺3∀ ), , (一Ι ) 在推导 ( 7 Η) 时 , 不论是近端还是远端端接都保持负载端电压相同。 � 、和 � 、是向量 � ∗ 与 � 。的和 , 并且忽略相位差。从式 ( 7Η) 中可以看出近端端护奋石弓视盯式些石角理牛关 − , 薪灌接产生的辐射要小于远端端接所产生的辐射。短线 / 利用不同的阻尼因数杏分别对近端端接和远端端接进行仿真。建立微带线模型 , 线长为 ϑ � 5 Κ Λ , 有完整的地平面)宽 Μ Κ Λ , 长 Δ Κ Λ # , 微带线距离地平面。� Ν! Λ 。辐射图取必; 口。和功; 夕了 , 暨 Ο. 平面和 Π. 平面。阻尼因数分别选取欠阻尼杏; Δ � , 、过阻尼杏二 2和杏; ? 夕脚。仿真输人信号上升时间为 = 0 , 并利用电磁场仿真软件提取模型的 ≅ 参数。图 Ν 所示为输人电压波形 , 以及不同端接阻尼方式的反射电压波形。从图中可以看到远端端接产生的反射电压远远大于近端端接产生的。图 Ν 输入与反射电压波形图 Ι 至图 � 为传输线在 � 5ϑ Θ Ρ . 频率时的远场辐射图 , 其中分别为 Ο. 平面增益 )蓝线 #和 Π. 平面增益)红线 #。从图 Ι 和图 6 中可以看出远端端接过阻尼辐射大于近端端接过阻尼 , 两者相差 3Σ & 左右。而对于欠阻尼来说 , 远端端接辐射远大于近端端接 , 两者相差 Ν Σ & )如图 Μ 、图 � #。长线 / 在长线端接辐射仿真中 , 微带线长为 5Δ ! Λ , 距图 Μ � 5 ϑ Θ Ρ . 远端端接欠阻尼辐射图参考平面 Δ � Ν! Λ 。近端端接阻值为 �ϑ �6 Δ , 远端端接阻值则为 ϑ> � 2 = 。图 ϑ 所示为两种端接方式的电压时域波形 , 远端端接时端接电阻前的电压有一个很大的振铃 , 最大过冲已经超过了 ≅ 4 , 而接收

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