开关噪声抑制方法研究

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1、开关噪声抑制方法研究作者姓名袁斯龙导师姓名、职称史凌峰教授一级学科电子科学与技术二级学科电路与系统申请学位类别工学硕士提交毕业论文日期2014年12月学校代码10701学号1202120860分类TN82号TN911密级公开西安电子科技大学硕士学位论文开关噪声抑制方法研究作者姓名：袁斯龙一级学科：电子科学与技术二级学科：电路与系统学科门类：工学指导教师姓名、职称：史凌峰教授提交日期：2014年12月ResearchonSwitchingnoisesuppressionmethodsAthesiss

2、ubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinElectronicScienceandTechnologyByYuanSi-LongSupervisor:Prof.ShiLing-FengDecember2014西安电子科技大学毕业论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除

3、了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其它人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它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做了明确的说明并表示了谢意。毕业论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用毕业论文的规定，即：研究生在校学习期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允

4、许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合毕业论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。（保密的论文在解密后遵守此规定）本论文属于保密，在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要随着现代电子产品功能不断强大、复杂度不断提升、功耗不断减小，电子产品工作时钟频率将变得更快，供电电压将变得更小，相应的电路设计所允许的噪声容限、时序容限也将变得更低。大规模集成电路内部晶体管同时开启将产生陡变

5、的瞬态电流，由陡变瞬态电流引起的同步开关噪声将严重影响电源分配网络。电源分配网络是高速电路设计的核心，电路中所有器件都将连接到电源分配网络。电源分配网络设计的科学与否，决定整个产品设计的成败。同步开关噪声抑制作为电源分配网络设计的重要一环，使得在高速电路中抑制同步开关噪声变得尤为重要。过去，同步开关噪声得到了足够的重视，研究者提出了多种能抑制同步开关噪声传播的方法，其中大多数方法在有限的频带内是有效的。本文的工作致力于研究在电源分配网络中如何有效消除同步开关噪声的影响。文章在信号完整性理论基础上，

6、分析电源分配网络的噪声来源，阐述同步开关噪声形成机理，并根据其形成机理提出几类抑制同步开关噪声的传统电源分配网络设计，例如增加分立去耦电容、采用差分线传输信号、分割电源平面等，并分析这些方法的优缺点。近年来，出现了一种电磁带隙结构用于抑制同步开关噪声，这种方法相比传统电源分配网络设计有很大改进。本文重点介绍电磁带隙结构抑制同步开关噪声，从蘑菇型电磁带隙结构和共面型电磁带隙结构入手，通过理论推导和软件仿真阐述电磁带隙结构抑制同步开关噪声的机理。电磁带隙结构发展迅速，国内外众多研究者提出多种电磁带隙结

7、构用于抑制同步开关噪声。针对这些电磁带隙结构，本文剖析其中的优点和不足，并总结前人的经验，创新性地提出了一种平面级联型电磁带隙结构。该结构属于共面型电磁带隙结构，它由两种不同周期的共面型结构基本单元按照一定的规则组合而成。由于其级联特征，新型平面级联电磁带隙结构能同时继承这两种电磁带隙结构的优点，如果将低下截止频率和超宽带抑制能力的两种电磁带隙结构级联，便能得到全频带抑制带宽的电磁带隙结构。文章详细的介绍平面级联型电磁带隙结构的实现过程，通过仿真验证，在−30dB的抑制深度下，采用该结构将具有19

8、.6GHz的抑制带宽和500MHz的下截止频率，相比由单一基本单元组成的电磁带隙结构，其抑制效果要好。另外，本文对该结构进行等效电路建模，从LC并联谐振电路角度分析该结构的阻带特性，并阐述该结构所具有的继承性。最后，对该结构进行时域眼图分析，在采用差分信令情况下，信号传输质量可以得到明显改善。I西安电子科技大学硕士学位论文关键词：同步开关噪声，电源分配网络，电磁带隙结构，平面级联论文类型：应用基础研究类IIAbstractAbstractWiththefunctioncontinu