新型二维BS EBG结构：抑制20GHz超带宽同步开关噪声

"抑制同步开关噪声的超带宽电磁带隙结构研究" 同步开关噪声（Simultaneous Switching Noise, SSN）是高速数字电路中一个关键的电磁干扰问题，尤其在高时钟速率和低电压操作环境下更为显著。这种噪声源于电路中多个组件同时开启或关闭时产生的瞬态电流尖峰，可能导致信号完整性降低、电磁兼容性问题以及系统性能下降。为了解决这一问题，研究者们不断探索新的解决方案，其中包括利用电磁带隙（Electromagnetic Bandgap, EBG）结构。 传统的解决方法，如在电源平面与地平面之间添加去耦电容，虽然在较低频率下有效，但因为寄生电感的存在，当频率上升至600MHz以上时，去耦效果会显著减弱。因此，研究人员开始转向设计更先进的技术，如电磁带隙结构，它能阻止特定频段内的电磁波传播，从而抑制噪声。 本文介绍了一种名为二维电磁带隙结构（Two-Dimensional Broadband Electromagnetic Bandgap Structure, BS EBG）的新颖设计，特别针对抑制SSN。该结构通过在正方形金属贴片的四角刻蚀折线型缝隙，有效降低了贴片的电容，同时折线设计增加了相邻贴片间的电感。这种设计创新使得单元晶格能够由折线与含缝隙的正方形金属贴片桥接构成，从而形成宽带抑制噪声的效果。 BS EBG结构的阻带范围从220MHz延伸至20GHz，覆盖了近20GHz的超宽带，相比同参数的Z-bridged EBG结构，其阻带宽度增加了约15%，且下限截止频率降低了110MHz。这一改进意味着BS EBG结构在高频段具有更强的噪声抑制能力，对于提升高速电路的电磁兼容性和信号完整性具有重要意义。 此外，仿真分析进一步验证了BS EBG结构在抑制深度为-30dB时的优越性能。这种新型的EBG结构为解决高频率下的SSN问题提供了新的途径，有望在未来高速电子设备和集成电路设计中得到广泛应用，提升系统的稳定性和可靠性。 抑制同步开关噪声的超带宽电磁带隙结构的研究对于推动电子技术的进步至关重要，它不仅解决了传统方法在高频下的局限性，还通过创新设计实现了更宽频段的噪声抑制，为高速数字电路的电磁兼容性优化提供了新的理论和技术支持。