[實用新型]電子帶隙電源平面裝置

無效

• 申請號: 200820029052.1
• 申請日: 2008-05-08
• 公開（公告）號: CN201188716Y
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發明（設計）人: 張厚;陳偉華;唐宏;王劍;楊國偉;麻來宣;徐海洋
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍工程大學導彈學院
• 主分類號: H05K1/00
• 分類號: H05K1/00;H05K1/02
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心
• 代理人: 王品華

技術領域

本實用新型屬于電子技術領域，涉及電磁兼容，具體地說是一種新型電 磁帶隙EBG電源平面結構，可用于高速印制電路板PCB的設計。

背景技術

隨著電子業短、小、輕、薄、快的發展趨勢，PCB板的處理速度越來 越快，電路元件的密度也越來越高，因此在PCB板的電源平面間產生許多 高頻的干擾現象，如同步開關噪聲以及串音等，使得PCB板上信號完整性 的設計越來越困難。對于高速PCB的電源供應系統，由于信號線與電源平 面相接，其間存在著寄生的電感、電阻、電容效應，因此當IC快速切換時， 導致暫態電壓產生于電源平面間，即為同步開關噪聲，其常見現象是使得系 統的邏輯產生誤動作。同步開關噪聲將造成電源平面共振，在共振頻率點附 近，PCB將產生嚴重的電磁輻射問題，影響信號的完整性。

目前，抑制同步開關噪聲的常見手段有兩種：一是在敏感器件四周加去 耦電容；二是切割電源平面。這些抑制同步開關噪聲的傳統方式存在的不足 是：設計成本高；抑噪效果隨著工作頻率的增加在不斷下降，特別是不適合 在高頻時的使用。

實用新型的內容

本實用新型的目的在于克服傳統抑制同步開關噪聲方式的不足，提供一 種電子帶隙電源平面裝置，以實現既能縮小工程設計的所需成本，又能滿足 高速PCB抑制同步開關噪聲的要求。

本實用新型的技術方案是對電子帶隙EBG電源平面的結構進行新的設 計。該EBG電源平面是在一塊雙面敷銅介質板的一面繪制線路結構，而另 一面保持敷銅面不變。整個EBG電源平面裝置包括：PCB板層，中間介質 層，底板層，其中PCB板層由M個矩形單元組成，M為4～100的整數；每個 矩形單元中設有水平、垂直對稱分布的基本小單元。

所述的基本小單元分別位于矩形單元的四個邊長的中部，與矩形單元的 外圍線連接。

所述的每個基本小單元由交指形結構的兩根彎曲金屬線組成，該兩根彎 曲金屬線之間通過隔離細狹縫隔開。

本實用新型由于采用特定的PCB板層線路結構，展寬了電源平面對同 步開關噪聲的抑制頻帶范圍，使該電源平面可在數百MHz到GHz頻段上滿 足高速PCB的工作需要；同時由于在PCB板層的小單元間采用彎曲細線結 構，使得新型EBG電源平面在低頻范圍內同樣具有良好的性能；此外由于 采用一塊雙面敷銅介質板設計電源平面結構，結構簡單，易于加工，價格低 廉。

附圖說明

圖1是本實用新型的整體結構圖；

圖2是本實用新型的PCB層結構圖；

圖3是本實用新型的矩形單元結構圖；

圖4是本實用新型的隔離度S56測試結果圖；

圖5是本實用新型的隔離度S76測試結果圖；

圖6是本實用新型的3米輻射特性仿真結果圖。

具體實施方式

以下參照附圖對本實用新型的結構和效果作進一步詳細描述。

參照圖1，本實用新型的EBG電源平面裝置1由一塊邊長a為0.75λ～1.2λ 雙面敷銅介質板加工而成。該敷銅板的上面為PCB板層2，中間為介質層3， 下面為底板層4。介質層3的厚度為0.5～1毫米，介質的介電常數為2.3～4.5； 底板層4為全金屬層；PCB板層2上設有特定的線路結構，這些線路結構通 過光刻加工而成，如圖2所示。

參照圖2和圖3，PCB板層2由九個邊長b為0.25λ～0.4λ的相同結構矩 形單元組成，每個矩形單元中設有四個結構相同的基本小單元8，這些基本 小單元按照水平、垂直對稱分布在矩形單元四個邊長b的中部，分別與矩形 單元的外圍線連接，以提供主要的電感效應。每個基本小單元8包括第一彎 曲金屬線9和第二彎曲金屬線10，該兩根彎曲金屬細線9和10為交指形結 構，之間設有隔離細狹縫11。該細狹縫之間的電容與電源平面之板間電容為 電源提供主要的電容效應，并利用連接的電容、電感效應來達到寬頻的截至 帶。該隔離細狹縫11的寬度W為0.0005λ～0.002λ；該兩根彎曲金屬細線8 和9的內芯長度d為0.05λ～0.1λ，外芯長度d+k為0.052λ～0.108λ；每個矩 形單元的外圍金屬線的寬度g均為0.001λ～0.005λ。