信號(hào)完整性問題和印制電路板設(shè)計(jì)

內(nèi)容概要

本書是論述印制電路板設(shè)計(jì)與信號(hào)完整性分析的理論和工程實(shí)踐的一部全面性著作。本書從印刷電路板的基本原理出發(fā)，介紹電路設(shè)計(jì)的基本概念、理論和技巧，并在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)討論信號(hào)完整性的問題，涵蓋信號(hào)完整性中電磁干擾、串?dāng)_、傳輸線及反射和功率器件去耦等各個(gè)方面。    本書適合作為電子與通信工程及相關(guān)專業(yè)的教材。對(duì)于那些從事軟硬件開發(fā)、集成電路設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程技術(shù)人員來說也是一本很好的參考書。

作者簡(jiǎn)介

Duglas Brook是ultraCAD Design公司的總裁。在斯坦福在學(xué)獲得電子工程碩士學(xué)位，在華盛頓大學(xué)獲得博士學(xué)位。他曾經(jīng)在大學(xué)里教授了四年的高年級(jí)本科生和研究生課程，Brook發(fā)表了很多有關(guān)PCB方面的文章，并多次舉辦關(guān)于高速電路設(shè)計(jì)的講座。

書籍目錄

第一部分  基 本 概 念  第1章  電子學(xué)概念           1.1  電流            1.2  電荷            1.3  電壓            1.4  直流電壓和電流與交流電壓和電流            1.5  諧波            1.6  交流電壓或交流電流的測(cè)量           1.7  頻率、上升/下降時(shí)間和周期            1.8  頻率的度量           1.9  復(fù)合波形（傅里葉分析）           1.10  本章說明          第2章  傳播時(shí)間            2.1  傳播速度            2.2  傳播時(shí)間            2.3  走線的布局與信號(hào)傳播            2.4  電路時(shí)序問題            2.5  波長(zhǎng)          第3章  電子元件            3.1  3種最基本的元件            3.2  電阻            3.3  歐姆定律            3.4  電容            3.5  電荷的存儲(chǔ)            3.6  電容量計(jì)算公式            3.7  電容的作用            3.8  電感            3.9  關(guān)于電感的公式            3.10  充電和放電電流            3.11  諧振          第4章  電壓和電流的改變與時(shí)間常數(shù)            4.1  電壓和電流通過電阻的變化            4.2  電壓和電流通過電容的變化            4.3  電壓和電流通過電感的變化            4.4  幾個(gè)有趣的電感電路的動(dòng)態(tài)特性            4.5  時(shí)間常數(shù)            4.6  對(duì)充放電方程的說明          第5章  電阻            5.1  基爾霍夫定律            5.2  串聯(lián)電阻            5.3  并聯(lián)電阻            5.4  分壓器            5.5  放大器反饋以及增益            5.6  功率            5.7  等效電路            5.8  功率曲線            5.9  電源            5.10  電導(dǎo)          第6章  電抗            6.1  容抗            6.2  感抗            6.3  應(yīng)用于電抗的歐姆定律            6.4  串聯(lián)LC電路            6.5  并聯(lián)LC電路            6.6  諧振            6.7  極點(diǎn)和零點(diǎn)            6.8  電納          第7章  阻抗和相移        ……第二部分  信號(hào)完整性問題  第8章  信號(hào)完整性概述          第9章  電磁干擾          第10章  反射與傳輸線          第11章  傳輸線仿真          第12章  串?dāng)_          第13章  串?dāng)_的仿真          第14章  差分走線以及阻抗          第15章  旁路電容與去耦系統(tǒng)          第16章  電源系統(tǒng)          第17章  有損傳輸線和眼圖        第三部分  附錄和術(shù)語表術(shù)語表

章節(jié)摘錄

　　譯者序　　本書從印制電路板的基本原理出發(fā)，介紹了電路設(shè)計(jì)的基本概念、理論和技巧。在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)討論了印制電路板的負(fù)面效應(yīng)—信號(hào)完整性的問題，涵蓋了信號(hào)完整性中電磁干擾、串?dāng)_、傳輸線及反射和功率器件去耦等各個(gè)具體方面。本書是一部論述印制電路板設(shè)計(jì)與信號(hào)完整性分析的理論和工程實(shí)踐的全面著作。它是作者在長(zhǎng)期從事教學(xué)和工程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上編寫的。書中介紹的各種技術(shù)對(duì)于廣大電子工程師順利完成印制電路板的設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)性的價(jià)值?！　”緯m于作為相關(guān)專業(yè)一年級(jí)研究生課程或電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)高級(jí)課程的教材。本書對(duì)于從事軟硬件開發(fā)、集成電路設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的人員來說也是一本很好的參考書?！　”緯g稿主要由清華大學(xué)微電子學(xué)研究所的劉雷波博士和清華大學(xué)電子工程系的趙巖翻譯。此外，非常感謝機(jī)械工業(yè)出版社華章分社在組織出版和編輯工作中所給予的支持。　　由于譯者水平有限，中譯本中難免有錯(cuò)誤與不妥之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

媒體關(guān)注與評(píng)論

　　我是怎樣開始寫這本書的　　在多年的職業(yè)生涯中，寫作已經(jīng)成為我的業(yè)余愛好，我也曾在大學(xué)教過幾年書。自從1991年涉足印制電路板（Printed Circuit Board）設(shè)計(jì)這個(gè)行業(yè)后，我寫了幾篇文章，并陸續(xù)發(fā)表在《Printed Circuit Design》雜志上。后來，Pete Waddell要求我作為他的撰稿人之一參加1997年舉行的PCB West的新聞發(fā)布會(huì)。在那以后，我曾半開玩笑地問他能否讓我參加第二年秋天的PCB East，他的回答是：“如果你能主持一個(gè)研討會(huì)，那當(dāng)然可以了?！?　　就這樣，我開始寫這本書?！　∧悄昵锾煳页鱿恕半娐吩肼暫虴MI控制”研討會(huì)。我有兩個(gè)目的：一是想給這個(gè)多年來讓我受益匪淺的行業(yè)做點(diǎn)貢獻(xiàn)；二是我非常想去波士頓，因?yàn)檫@是我一直都樂于訪問的城市。很快，我又提議并參加了幾個(gè)不同的研討會(huì)?！　∥覀冇袔讉€(gè)人被認(rèn)為是研討會(huì)圈子里的“?？汀?。我們中多數(shù)人都很欣賞對(duì)方的成就，并且彼此尊重，參加對(duì)方舉辦的會(huì)議，相互學(xué)習(xí)。幾年過后，我意識(shí)到我們所舉辦的信號(hào)完整性研討會(huì)一直在講電容和電感耦合、旁路電容器引線電感引起的抗諧振阻抗峰值等等內(nèi)容，可是大多數(shù)的會(huì)議參加者都沒有技術(shù)背景。他們連什么是電容都不知道，更別說什么是抗諧振峰值了?！　∵@導(dǎo)致了電工技術(shù)里“一日培訓(xùn)課程”的發(fā)展。我們把它稱作“面向無技術(shù)背景工程師的電工技術(shù)培訓(xùn)”，當(dāng)然具體的名稱每次都會(huì)有所不同。我本來還想在名稱中加上“面向在第一次學(xué)習(xí)時(shí)沒有學(xué)會(huì)的工程師”，但是Pete不讓我這么做（可能他有很好的理由）。我不知道怎樣才能禮貌地把這些話說出來，可是我知道有很多工程師在學(xué)校時(shí)并沒有學(xué)好EMI和磁場(chǎng)耦合這些知識(shí)，并且在他們的大學(xué)課程中幾乎沒有涉及在電路板設(shè)計(jì)中的實(shí)際工程問題的課程。需要閱讀這本書的人比我們能以彬彬有禮的方式邀請(qǐng)來的人更多?！　∨紶栍腥藛栁?，我們是否需要繼續(xù)舉辦這樣的研討會(huì)和寫這些書。隨著越來越多的電子器件被封裝到芯片中，設(shè)計(jì)電路板的問題最終是否會(huì)消失？越來越高的電路集成度是否會(huì)使PCB變得過時(shí)？　　這是個(gè)很好的問題。在研究集成電路時(shí)我第一次聽到它。當(dāng)研究微處理器時(shí)我也聽到了它。每次在系統(tǒng)級(jí)的集成有突破時(shí)，我們就會(huì)聽到它。我的答案很簡(jiǎn)單，印制電路板的重要性在未來不會(huì)消失，就像它的重要性在過去并沒有消失一樣?？倳?huì)需要在某種物質(zhì)的表面把器件相互連接起來。 致謝　　很多人以各種方式為這本書做出了貢獻(xiàn)。這些年來不論是寫文章還是開研討會(huì)，和Pete Waddell及其團(tuán)隊(duì)的合作都很成功。非常感謝我所認(rèn)識(shí)的這個(gè)領(lǐng)域中的眾多杰出人物，我們相互學(xué)習(xí)并一起度過了許多美好的時(shí)光。像Glenn Wells和Gary Farrari等人，對(duì)這個(gè)領(lǐng)域發(fā)展和培養(yǎng)新的設(shè)計(jì)者給予了很多鼓勵(lì)。尤其是Glenn，他在我們的行業(yè)似乎無處不在—他出現(xiàn)在課堂里和研討會(huì)上，為發(fā)展計(jì)劃能籌集更多資金而在大學(xué)管理者的辦公室里拍桌子，他會(huì)見Top Gun獎(jiǎng)的角逐者，并協(xié)調(diào)Top Gun計(jì)劃。我很榮幸與他結(jié)為朋友，并感謝他在本書寫作的各個(gè)環(huán)節(jié)中給予的幫助?！　∥业暮献髡撸珼ave Graves（他自己就是Top Gun獎(jiǎng)的獲得者），這些年來他對(duì)我所準(zhǔn)備的研討會(huì)材料和文章初稿的審閱是無價(jià)的。當(dāng)我最先寫出東西的時(shí)候，總是第一個(gè)拿給他看。記不清有多少次在得到他“我理解不了，你想說什么？”的回答后，我又重新返工。正因?yàn)橛辛怂膶忛喓椭С郑ㄟ€有無數(shù)其他的貢獻(xiàn)），我的工作才會(huì)做得更好?！　∥彝瑯右兄xMentor Graphic、HyperLynx（現(xiàn)在是Mentor的一部分）、Polar Instruments三家公司這些年來對(duì)我的文章和研討會(huì)活動(dòng)的慷慨支持。他們不僅提供了軟件使用的許可權(quán)，并且對(duì)我提供隨時(shí)所需的技術(shù)支持。我對(duì)他們所提供的從不施加任何限制的支持深表感謝。　　在寫這本書時(shí)，我樂在其中?，F(xiàn)在把它寫完了，我卻百感交集。不過有些人是“真的”高興這個(gè)項(xiàng)目總算是完成了，尤其是我沒有任何技術(shù)背景的妻子。她曾經(jīng)很奇怪我這么忙到底是為什么，但是現(xiàn)在她很高興，因?yàn)槲医K于可以和她交流、談?wù)撈渌氖虑榱恕！　∽詈?，感謝Prentice Hall出版公司的Bernard Goodwin決定出版這本書。在同Bernard Goodwin和Wil Mara一起為正式出版準(zhǔn)備手稿的過程中，我學(xué)到了很多東西。希望讀者能夠理解，我們的這一切努力都是值得的。

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