Une sorte de guides d'ondes planaires pour tromper le high

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 14020 (2023) Citer cet article

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Puisqu'une ligne de transmission périodique planaire peut supprimer considérablement le couplage électromagnétique, il serait avantageux d'utiliser ce type de lignes de transmission pour résoudre le problème de la miniaturisation de la surface du circuit. En ajustant les constantes de réseau et les paramètres géométriques des lignes microruban périodiques, une impédance caractéristique dans le domaine temporel qui est la même que celle des lignes microruban classiques (CML) peut être obtenue. De telles lignes microruban périodiques peuvent donc être utilisées pour tromper des signaux numériques à grande vitesse, amenant un signal numérique à mal évaluer l'impédance caractéristique du domaine temporel des lignes de transmission. L'analyse théorique a été vérifiée par nos résultats de mesures expérimentales. En outre, une expression spécifique de l'impédance caractéristique des matériaux artificiels périodiques sans perte est déduite par un modèle de circuit et une norme d'identification erronée de l'impédance caractéristique des lignes microrubans périodiques est donnée pour les signaux numériques.

Comme on le sait, lorsqu'un circuit numérique n'a pas une vitesse de transmission élevée, un signal numérique monte pendant un temps relativement long, ce qui rend relativement facile la réduction de la surface du circuit électrique. Toutefois, si la vitesse d'un signal est rapide, le temps de montée devient court et, par conséquent, récemment, il existe un conflit entre la miniaturisation et l'accélération dans la conception de produits numériques à grande vitesse en raison du raccourcissement du temps de montée du signal numérique de la haute vitesse planaire. -produits de circuit de vitesse. En outre, un temps de montée du signal numérique aussi raccourci conduit également à de graves interférences électromagnétiques, par exemple le phénomène de diaphonie existe dans diverses régions des cartes de circuits imprimés. En général, les moyens de réduire la diaphonie du signal du circuit incluent les schémas suivants : élargir la zone du circuit, augmenter l'intervalle de ligne, réduire la vitesse du signal ou allonger le temps de montée. C’est pourquoi de nombreux chercheurs ont travaillé au développement de différentes méthodes efficaces pour isoler successivement la diaphonie entre circuits à grande vitesse depuis quelques décennies1,2,3,4.

Dans ce travail, nous proposerons un nouveau scénario pour réduire les diaphonies de signaux avec une structure de ligne microruban périodique. Comme on le sait, lorsqu'une trace de garde mise à la terre est introduite entre deux lignes microruban parallèles, certaines lignes de force électriques dans les lignes microruban de signal peuvent être attirées vers leur trace de garde mise à la terre, et les interférences électromagnétiques entre deux lignes microruban peuvent alors être supprimées efficacement. . Pour cette raison, cette trace de garde mise à la terre pour isoler les interférences électromagnétiques a été largement utilisée dans de nombreux produits commerciaux. Afin d'étudier les performances de la trace de garde mise à la terre pour isoler les interférences électromagnétiques, les auteurs des références 1, 2, 3, 4 ont utilisé des méthodes numériques électromagnétiques et une technologie expérimentale pour résoudre le problème de l'interaction électromagnétique entre les traces de garde mises à la terre et les éléments adjacents. lignes microruban sur PCB. Cependant, ces traces de garde mises à la terre ne sont pas complètement parfaites. Par exemple, lorsque l'espacement des trous de terre adjacents dans une trace de garde est suffisamment grand, il se produit un couplage résonant entre deux lignes de transmission de signal5, et donc l'effet de la trace de garde mise à la terre sur l'isolation des interférences électromagnétiques n'est pas significatif à mesure que la fréquence du signal augmente6. . De plus, lorsqu'une trace de garde mise à la terre est utilisée pour isoler les interférences électromagnétiques entre des lignes microruban adjacentes, l'espacement de deux lignes microruban doit être élargi afin de maintenir la trace de garde mise à la terre, de sorte que la trace de garde mise à la terre soit assez défavorable dans le circuit. miniaturisation. Pour cette raison, les chercheurs ont commencé à rechercher de nouveaux systèmes pour remplacer les lignes de garde mises à la terre. Par exemple, Lee et al.7 et Jiang et al.8 ont utilisé des lignes microruban alternées pour réduire les interférences électromagnétiques, y compris l'élimination de la diaphonie à l'extrémité éloignée en augmentant le rapport de capacité mutuelle et en réduisant le rapport d'inductance mutuelle de deux lignes adjacentes. lignes microruban.