现代的电子设计和芯片制造技术正在飞速发展，电子产品的复杂度、时钟和总线频率等等都呈快速上升趋势，但系统的电压却不断在减小，所有的这一切加上产品投放市场的时间要求给设计师带来了前所未有的巨大压力。要想保证产品的一次性成功就必须能预见设计中可能出现的各种问题，并及时给出合理的解决方案，对于高速的数字电路来说，最令人头大的莫过于如何确保瞬时跳变的数字信号通过较长的一段传输线，还能完整地被接收，并保证良好的电磁兼容性，这就是目前颇受关注的信号完整性（SI）问题。本章就是围绕信号完整性的问题，让大家对高速电路有个基本的认识，并介绍一些相关的基本概念。 第一章 高速数字电路概述.....................................................................................51.1 何为高速电路...............................................................................................51.2 高速带来的问题及设计流程剖析...............................................................61.3 相关的一些基本概念...................................................................................8第二章 传输线理论...............................................................................................122.1 分布式系统和集总电路.............................................................................122.2 传输线的RLCG 模型和电报方程...............................................................132.3 传输线的特征阻抗.....................................................................................142.3.1 特性阻抗的本质.................................................................................142.3.2 特征阻抗相关计算.............................................................................152.3.3 特性阻抗对信号完整性的影响.........................................................172.4 传输线电报方程及推导.............................................................................182.5 趋肤效应和集束效应.................................................................................232.6 信号的反射.................................................................................................252.6.1 反射机理和电报方程.........................................................................252.6.2 反射导致信号的失真问题.................................................................302.6.2.1 过冲和下冲.....................................................................................302.6.2.2 振荡：.............................................................................................312.6.3 反射的抑制和匹配.............................................................................342.6.3.1 串行匹配.........................................................................................352.6.3.1 并行匹配.........................................................................................362.6.3.3 差分线的匹配.................................................................................392.6.3.4 多负载的匹配.................................................................................41第三章 串扰的分析...............................................................................................423.1 串扰的基本概念.........................................................................................423.2 前向串扰和后向串扰.................................................................................433.3 后向串扰的反射.........................................................................................463.4 后向串扰的饱和.........................................................................................463.5 共模和差模电流对串扰的影响.................................................................483.6 连接器的串扰问题.....................................................................................513.7 串扰的具体计算.........................................................................................543.8 避免串扰的措施.........................................................................................57第四章 EMI 抑制....................................................................................................604.1 EMI/EMC 的基本概念..................................................................................604.2 EMI 的产生..................................................................................................614.2.1 电压瞬变.............................................................................................614.2.2 信号的回流.........................................................................................624.2.3 共模和差摸EMI ..................................................................................634.3 EMI 的控制..................................................................................................654.3.1 屏蔽.....................................................................................................654.3.1.1 电场屏蔽.........................................................................................654.3.1.2 磁场屏蔽.........................................................................................674.3.1.3 电磁场屏蔽.....................................................................................674.3.1.4 电磁屏蔽体和屏蔽效率.................................................................684.3.2 滤波.....................................................................................................714.3.2.1 去耦电容.........................................................................................714.3.2.3 磁性元件.........................................................................................734.3.3 接地.....................................................................................................744.4 PCB 设计中的EMI.......................................................................................754.4.1 传输线RLC 参数和EMI ........................................................................764.4.2 叠层设计抑制EMI ..............................................................................774.4.3 电容和接地过孔对回流的作用.........................................................784.4.4 布局和走线规则.................................................................................79第五章 电源完整性理论基础...............................................................................825.1 电源噪声的起因及危害.............................................................................825.2 电源阻抗设计.............................................................................................855.3 同步开关噪声分析.....................................................................................875.3.1 芯片内部开关噪声.............................................................................885.3.2 芯片外部开关噪声.............................................................................895.3.3 等效电感衡量SSN ..............................................................................905.4 旁路电容的特性和应用.............................................................................925.4.1 电容的频率特性.................................................................................935.4.3 电容的介质和封装影响.....................................................................955.4.3 电容并联特性及反谐振.....................................................................955.4.4 如何选择电容.....................................................................................975.4.5 电容的摆放及Layout ........................................................................99第六章 系统时序.................................................................................................1006.1 普通时序系统...........................................................................................1006.1.1 时序参数的确定...............................................................................1016.1.2 时序约束条件...................................................................................1066.2 源同步时序系统.......................................................................................1086.2.1 源同步系统的基本结构...................................................................1096.2.2 源同步时序要求...............................................................................110第七章 IBIS 模型................................................................................................1137.1 IBIS 模型的由来...................................................................................... 1137.2 IBIS 与SPICE 的比较.............................................................................. 1137.3 IBIS 模型的构成...................................................................................... 1157.4 建立IBIS 模型......................................................................................... 1187.4 使用IBIS 模型......................................................................................... 1197.5 IBIS 相关工具及链接..............................................................................120第八章 高速设计理论在实际中的运用.............................................................1228.1 叠层设计方案...........................................................................................1228.2 过孔对信号传输的影响...........................................................................1278.3 一般布局规则...........................................................................................1298.4 接地技术...................................................................................................1308.5 PCB 走线策略............................................................................................134
标签： 信号完整性
上传时间： 2014-05-15
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模块电源的电气性能是通过一系列测试来呈现的，下列为一般的功能性测试项目，详细说明如下： 电源调整率(Line Regulation) 负载调整率(Load Regulation) 综合调整率(Conmine Regulation) 输出涟波及杂讯(Ripple & Noise) 输入功率及效率(Input Power, Efficiency) 动态负载或暂态负载(Dynamic or Transient Response) 起动(Set-Up)及保持(Hold-Up)时间 常规功能(Functions)测试 1. 电源调整率 电源调整率的定义为电源供应器于输入电压变化时提供其稳定输出电压的能力。测试步骤如下：于待测电源供应器以正常输入电压及负载状况下热机稳定后，分别于低输入电压(Min)，正常输入电压(Normal)，及高输入电压(Max)下测量并记录其输出电压值。 电源调整率通常以一正常之固定负载(Nominal Load)下，由输入电压变化所造成其输出电压偏差率(deviation)的百分比，如下列公式所示： [Vo(max)-Vo(min)] / Vo(normal) 2. 负载调整率 负载调整率的定义为开关电源于输出负载电流变化时，提供其稳定输出电压的能力。测试步骤如下：于待测电源供应器以正常输入电压及负载状况下热机稳定后，测量正常负载下之输出电压值，再分别于轻载(Min)、重载(Max)负载下，测量并记录其输出电压值(分别为Vo(max)与Vo(min))，负载调整率通常以正常之固定输入电压下，由负载电流变化所造成其输出电压偏差率的百分比，如下列公式所示： [Vo(max)-Vo(min)] / Vo(normal) 3. 综合调整率 综合调整率的定义为电源供应器于输入电压与输出负载电流变化时，提供其稳定输出电压的能力。这是电源调整率与负载调整率的综合，此项测试系为上述电源调整率与负载调整率的综合，可提供对电源供应器于改变输入电压与负载状况下更正确的性能验证。 综合调整率用下列方式表示：于输入电压与输出负载电流变化下，其输出电压之偏差量须于规定之上下限电压范围内(即输出电压之上下限绝对值以内)或某一百分比界限内。 4. 输出杂讯 输出杂讯(PARD)系指于输入电压与输出负载电流均不变的情况下，其平均直流输出电压上的周期性与随机性偏差量的电压值。输出杂讯是表示在经过稳压及滤波后的直流输出电压上所有不需要的交流和噪声部份(包含低频之50/60Hz电源倍频信号、高于20 KHz之高频切换信号及其谐波，再与其它之随机性信号所组成))，通常以mVp-p峰对峰值电压为单位来表示。 一般的开关电源的规格均以输出直流输出电压的1%以内为输出杂讯之规格，其频宽为20Hz到20MHz。电源实际工作时最恶劣的状况(如输出负载电流最大、输入电源电压最低等)，若电源供应器在恶劣环境状况下，其输出直流电压加上杂讯后之输出瞬时电压，仍能够维持稳定的输出电压不超过输出高低电压界限情形，否则将可能会导致电源电压超过或低于逻辑电路(如TTL电路)之承受电源电压而误动作，进一步造成死机现象。 同时测量电路必须有良好的隔离处理及阻抗匹配，为避免导线上产生不必要的干扰、振铃和驻波，一般都采用双同轴电缆并以50Ω于其端点上，并使用差动式量测方法(可避免地回路之杂讯电流)，来获得正确的测量结果。 5. 输入功率与效率 电源供应器的输入功率之定义为以下之公式： True Power = Pav(watt) = Vrms x Arms x Power Factor 即为对一周期内其输入电压与电流乘积之积分值，需注意的是Watt≠VrmsArms而是Watt=VrmsArmsxP.F.，其中P.F.为功率因素(Power Factor)，通常无功率因素校正电路电源供应器的功率因素在0.6～0.7左右，其功率因素为1～0之间。 电源供应器的效率之定义为为输出直流功率之总和与输入功率之比值。效率提供对电源供应器正确工作的验证，若效率超过规定范围，即表示设计或零件材料上有问题，效率太低时会导致散热增加而影响其使用寿命。 6. 动态负载或暂态负载 一个定电压输出的电源，于设计中具备反馈控制回路，能够将其输出电压连续不断地维持稳定的输出电压。由于实际上反馈控制回路有一定的频宽，因此限制了电源供应器对负载电流变化时的反应。若控制回路输入与输出之相移于增益(Unity Gain)为1时，超过180度，则电源供应器之输出便会呈现不稳定、失控或振荡之现象。实际上，电源供应器工作时的负载电流也是动态变化的，而不是始终维持不变(例如硬盘、软驱、CPU或RAM动作等)，因此动态负载测试对电源供应器而言是极为重要的。可编程序电子负载可用来模拟电源供应器实际工作时最恶劣的负载情况，如负载电流迅速上升、下降之斜率、周期等，若电源供应器在恶劣负载状况下，仍能够维持稳定的输出电压不产生过高激(Overshoot)或过低(Undershoot)情形，否则会导致电源之输出电压超过负载组件(如TTL电路其输出瞬时电压应介于4.75V至5.25V之间，才不致引起TTL逻辑电路之误动作)之承受电源电压而误动作，进一步造成死机现象。 7. 启动时间与保持时间 启动时间为电源供应器从输入接上电源起到其输出电压上升到稳压范围内为止的时间，以一输出为5V的电源供应器为例，启动时间为从电源开机起到输出电压达到4.75V为止的时间。 保持时间为电源供应器从输入切断电源起到其输出电压下降到稳压范围外为止的时间，以一输出为5V的电源供应器为例，保持时间为从关机起到输出电压低于4.75V为止的时间，一般值为17ms或20ms以上，以避免电力公司供电中于少了半周或一周之状况下而受影响。 8. 其它 在电源具备一些特定保护功能的前提下，还需要进行保护功能测试，如过电压保护(OVP)测试、短路保护测试、过功保护等
上传时间： 2013-10-22
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控制策略上采用瞬时电流跟踪控制技术对并网逆变器进行控制，使逆变输出电流能够快速动态跟踪电网电压，逆变电流波形保持正弦波，达到与电网电压同频同相。从而大大减少了对电网的谐波污染，提高了风力发电的并网效率和可靠性。同时，对该方法在Matlab R2008a中利用Simulink仿真电力系统工具箱进行了建模与仿真，仿真结果验证了其正确性和可行性。
上传时间： 2013-12-29
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本文以高频链逆变器为被控对象，在推导出被控对象的动态模型后，提出一种新型控制方案：即内环电流环采用混合型PI--模糊控制策略，外环电压环采用PI控制策略的瞬时值双闭环控制方案。
上传时间： 2014-08-18
上传用户：Late_Li
当前，太阳能光伏市场(包括光伏模块和逆变器)正以每年约30%的年累积速 度增长。太阳能逆变器的作用是将随太阳能辐射及光照变化的DC 电压转换成为 电网兼容的AC 输出；而对于广大电子工程师而言，太阳能逆变器是一个值得高 度关注的技术领域。因此下文将介绍太阳能逆变器设计所需注意的技术要点、挑 战以及相应的解决方法。 基本设计标准 基于太阳能逆变器的专用性以及保持设计的高效率，它需要持续监视太阳能 电池板阵列的电压和电流，从而了解太阳能电池板阵列的瞬时输出功率。它还需 要一个电流控制的反馈环，用于确保太阳能电池板阵列工作在最大输出功率点， 以应付多变的高输入。目前，太阳能逆变器已有多种拓扑结构，最常见的是用于 单相的半桥、全桥和Heric(Sunways 专利)逆变器，以及用于三相的六脉冲桥和 中点钳位（NPC）逆变器；图1 所示是这些逆变器的拓扑图(Microsemi 图源)。 同时，设计还需遵从安全规范，并在电网发生故障的时候可以快速断开与电网的 连接。因此，太阳能逆变器的基本设计标准包括额定电压、容量、效率、电池能 效、输出AC 电源质量、最大功率点跟踪（MPPT）效能、通信特性和安全性
标签： 太阳能逆变器
上传时间： 2014-12-24
上传用户：三人用菜
本文针对6KV中压电网三相平衡负载的无功功率补偿，结合二极管箝位多电平逆变器和H桥级联多电平逆变器的特点，提出了一种能够直接并入电网的新型主从式的逆变器结构：主逆变器采用二极管箝位三电平逆变器，从逆变器采用三个H桥(即全桥)逆变器。主逆变器和H桥逆变器采用级联的形式连接，最后构成一个五电平的混联逆变器。从逆变器负责产生一个方波电压，构成输础正弦电压的基本成分：主逆变器产生输出电压的补偿部分以及负责消除低次谐波。对于主逆变器直流侧电容电压的平衡问题，本文提出了一种采用硬件电路平衡的方法，从而降低了PWM调制时控制方法的复杂性。因为集成门极换相晶闸管(IGCT)这种新型电力电子器件具有开关频率高、无缓冲电路、耐压高等优点，主电路选用IGCT作为开关器件。本文详细分析了用于STATCOM的主从型逆变器电路结构，同时给出了电路参数的确定方法，并对STATCOM逆变器输出电压的谐波进行了理论分析。根据本文提出的主从型逆交器结构特点，建立了基于瞬时无功理论的STATCOM系统动态控制模型，并给出了一种解藕反馈控制方法。最后通过仿真结果证明了所提出的这种主从型逆变器STA’rC0^I结构在消除谐波方面的优越性。
上传时间： 2013-10-31
上传用户：frank1234
摘要:双脉宽调制(PWM)控制的交—直—交电压型变频器适于用做交流励磁发电机的励磁电源,但交流励磁发电机运行状态的改变会引起双PWM交—直—交变频器直流链电压的波动,不利于整个发电系统的稳定运行。文中结合交流励磁发电机的运行特点,深入分析了直流链电压波动的原因,提出了基于转子侧变换器瞬时功率反馈控制的双PWM控制策略。实验结果验证了所提出的改进控制策略的正确性,该方法可有效维持发电机运行状态突变时直流链电压的稳定,大大增强了发电机系统的动态响应能力和稳定性。 关键词:交流励磁发电机;励磁电源;双PWM交—直—交变频器;直流链电压;瞬时功率反馈控制
上传时间： 2013-11-03
上传用户：wangjin2945
目前的有源电力滤波器通常是采用基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测方法。其中的ip-iq算法需要用到与电网电压同步的正余弦信号，即与电网电压同频同相的标准正余弦信号。该信号的获取可以采用锁相环加正余弦函数发生器的方法，也可采用软件查表的方法。本设计采用全硬件电路完成，即通过锁相环加正弦函数发生器的方法，可自动实时跟踪电网电压的频率和相位，不占用微处理器的软、硬件资源，大大降低了谐波检测算法编程的复杂度。
上传时间： 2013-10-22
上传用户：wxnumen
电路器件和电路本身的尺寸远小于工作于电路的电磁波的波长。电磁波通过电路的时间是瞬时的。整个实际电路可看作是电磁空间的一个点，可以用足够精确反映其电磁性质的一些理想电路元件或它们的组合来模拟实际元件。这种理想化的电路元件称为集中参数元件。可以认为，电磁能量的消耗都集中于电阻元件，电能只集中于电容元件，磁能只集中于电感元件。这些二端子的集中参数元件，其电磁性能可用端电流和端电压来描述，而端电流和端电压仅是时间的函数，与空间位置无关。
上传时间： 2013-10-12
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高压配电网的保护措施有：一、电网相间短路的电流保护。正常运行时输电线路上流过负荷电流，母线电压约为额定电压。当输电线路发生短路时，故障相电流增大。根据这一特征，可以构成反应故障时电流增大而动作的电流保护。对于输电线路相间短路通常采用三段式电流保护即无时限电流速断保护（电流I段），限时电流速断保护（电流II段），和定时限过电流保护（电流III段）。其中电流I段、II段共同构成线跌的主保护。III段为后备保护。1、无时限电流速断保护。在保证选择性和可靠性的前提下，根据对继电保护快速性的要求，原则上应装设快速动作的保护装置，使切除故障的时间尽可能短。反应电流增加，且不带时限动作的电流保护称为无时限电流速断保护。在单侧电源辐射形电网为切除线路故障，需在每条线跌电源侧装设断路器和相应的保护。假设线路L1、L2分别装有电流速断保护1和保护2，当线路L1上发生短路时，希望保护1能瞬时动作。但从选择要求出发，在下一条线路即L2首端K2点短路时，保护1能瞬时动作。但从选择性要求出发，在下一条线路L2首端K2点短路时，保护1不应动作，而应由保护2动作切除故障，为使保护1在K2点短路时不起动，必须使它的动作电流大于K2点短路时的最大短路电流，又称作按躲过一下条线路出口处短路的条件整定。
上传时间： 2013-11-16
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