随着大数据时代的来临和云计算的兴起,“处理速度要求快,时效性要求高”是大数据区分于传统数据最显著的特征。高速的传输和大量数据的处理要求,给电路板(PCB)的设计带来了很多问题。首先由于时钟边沿速率变快,信号的高频分量频率越来越高,除了会影响信号的传输质量,产生反射、串扰噪声,还会对电源分配网络的稳定供电造成很大影响。在高速电路和混合信号电路的设计中,减小电源分配网络噪声是电源完整性设计的一个主要研究方向。为了减小封装或印刷电路板(PCB)上的电源噪声,常用的解决方法主要基于去耦或隔离的思想。本文介绍了电源分配网络(PDN)的组成结构,并通过分析一些常见电源噪声产生的原理,使用去耦和隔离的思想介绍了一些减小电源噪声的方法。去耦的主要目的是使电源分配网络(PDN)在宽的频率范围内保持较小的阻抗值。而隔离设计则是通过使部分PDN为高阻抗,从而减少电源噪声的传播。本文研究的主要是电源分配网络中电源噪声的抑制问题,重点介绍了同时开关噪声(SSN)的产生原理和抑制方法。首先,介绍了高速电路发展历程以及现在面临的主要问题;接着,介绍PDN各组成部分及高频电路设计中各种噪声的影响,讨论去除电源噪声的方法及对应的原理,分析这些方法的优缺点。然后分析了同时开关噪声(SSN)的产生原理,为了降低SSN噪声对电源分配网络(PDN)的影响,提出了一些抑制同时开关噪声(SSN)的方法。比较传统的方法有加入去耦电容,分割电源平面等。然而这些传统的方法抑制带宽太窄、成本太高而不能被广泛采用。针对现有方法的缺点和不足,本文介绍了电磁带隙结构(EBG)抑制SSN噪声的方法,使用电磁带隙结构(EBG)可以很好的解决以上问题。此外还提出新型的内嵌式电磁带隙结构,该结构在电源层采用传统L-Bridge电磁带隙结构,在L-Bridge的结构中又内嵌了一个反向的L-Bridge结构,地平面保持完整。加入反向的L-Bridge结构后,相较于传统EBG结构,在内嵌式L-Bridge内部在-30dB的抑制深度下,抑制带宽有很大程度提升,抑制带宽为0.38-10 GHz。根据该结构的结构特征,给出低频工作时的集总等效电路模型,得到了谐振点的计算公式,使用谐振腔模型估算新结构的上截止频率。最后,分析该新型结构在内嵌式结构内部和外部走线的信号传输特性,通过仿真验证该EBG结构对信号完整性的影响。得出结论,相较于传统L-Bridge结构,嵌入反向ML-Bridge后显著提高了内部结构的阻带宽度和抑制深度,同时保证了内嵌结构外部区域布线的信号完整性。根据理论估算公式,通过调节内嵌结构的大小及各结构参数可以优化阻带特性。