电源分配网络中的噪声建模与抑制分析

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1、电源分配网络中的噪声建模与抑制分析原浩鹏2015年1月中图分类号：UDC分类号：电源分配网络中的噪声建模与抑制分析作者姓名原浩鹏学院名称信息与电子学院指导教师房丽丽讲师答辩委员会主席王学田教授申请学位工学硕士学科专业电磁场与微波技术学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月ModelingandSuppressingofNoiseonPowerDeliveryNetworkCandidateName：HaopengYuanSchoolorDepartment:InformationandElectronicsFacult

2、yMentor:LiliFangChair,ThesisCommittee：XuetianWangDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：ElectromagneticFieldandMicrowaveTechnologyDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位

3、论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：摘要本论文在对电源分配网络(PDN)的同步开关噪声(SSN)建模分析的同时，致力于在高速电路系统的PDN中的电源/地平面对的至少一个平面上刻蚀电磁带隙结构以达到超宽带频率范围内噪声抑制的技术研究，着重在于探寻新颖的具有不规则拓扑的平面电磁带隙(EBG)结构和先进的局域设计理念。本论文主要研究内容及成果如下：

4、1．通过有理函数将时域阻抗函数和开关电流的瞬态特性引入到SSN的计算和抑制分析中，提出了一种用于SSN建模的方法。基于时域阻抗函数和开关电流周期特性，分析了SSN的周期特性及抑制方法。该方法克服了传统电源分配网络频域设计方法没有考虑瞬态特性的缺陷。2．介绍了一种基于空间填充曲线(谢尔宾斯基曲线)的分形EBG结构，对比研究了不同迭代次数下的谢尔宾斯基曲线构成的EBG结构的噪声抑制性能。仿真结果表明迭代一次的谢尔宾斯基曲线在和有效的折线结合后，具有显著的噪声抑制能力。为了进一步优化设计的抑制性能，改变EBG单元晶格结构提出了新型EB

5、G结构设计。最后，从应用角度提出局域设计，并对局域设计的信号完整性问题进行了仿真研究。结果表明，该局域设计的EBG结构在抑制SSN的同时，能够保持较好的信号完整性。关键词：电源分配网络；同步开关噪声；电磁带隙结构；信号完整性IAbstractTheresearchworkcarriedoutinthisdissertationfocusesonboththemodelingofsimultaneouesswitchingnoise(SSN)onpowerdeliverynetwork(PDN)andthetechniquetha

6、tetcheselectromagneticband-gap(EBG)structuresatleastinoneplaneofthepower/groundplanepairinthePDNforhigh-speedcircuitsandmixed-signalsystemstosuppressnoiseinanultrawideband(UWB)frequencyrange,withemphasisonexploringnoveluniplanarEBGstructureswithirregulartopologiesand

7、developedlocalizationdesignconcept.Themajorcontributionsofthisdissertationaresummarizedasfollows:1.ThetransientcharacteristicsofthetimedomainimpedancefunctionandswitchingcurrentareintroducedinSSNcalculationandsuppressionanalysisbytherationalfunction,andamodelingmetho

8、dforSSNareproposed.TheperiodiccharacteristicsandsuppressionmethodsoftheSSNareinvestigatedbasedontheperiodiccharacteristicsofthetime