信號完整性與PCB設(shè)計(jì)

內(nèi)容概要

　　本書是一部論述印制電路板設(shè)計(jì)與信號完整性分析的理論和工程實(shí)踐的著作。本書從印制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)討論信號完整性的問題，涵蓋信號完整性中電磁干擾、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其相關(guān)專業(yè)的教材。對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。

作者簡介

　　劉雷波，博士，清華大學(xué)副教授。1999年和2004年在清華大學(xué)分獲學(xué)士、博士學(xué)位，其博士論文獲“清華大學(xué)校級優(yōu)秀博士論文獎”。長期從事集成電路設(shè)計(jì)、可重構(gòu)計(jì)算等研究工作。已發(fā)表論文40余篇，申請專利11項(xiàng)、翻譯出版兩本著作；第一作者論文2004年發(fā)表在固態(tài)電路領(lǐng)域的權(quán)威雜志《JSSC》上。目前擔(dān)任清華大學(xué)微電子所所長助理，863微電子工作組成員，
自然基金SoC重大計(jì)劃組秘書和A-SSCC技術(shù)委員會成員。

書籍目錄

第一部分　基礎(chǔ)知識　
　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　走線的布局與信號傳播　
　　2.4　電路時(shí)序問題　
　　2.5　波長　
　第3章　電子元件　
　　3.1　三種最基本的元件　
　　3.2　電阻　
　　3.3　歐姆定律　
　　3.4　電容　
　　3.5　電荷的存儲　
　　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態(tài)特性　
　　4.5　時(shí)間常數(shù)　
　　4.6　對充放電方程的說明　
　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　
　　7.1　阻抗　
　　7.2　頻率的影響　
　　7.3　另一個(gè)rc電路的例子　
　　7.4　經(jīng)典rc濾波器　
　　7.5　阻抗的組合方式　
　　7.6　諧振和q值　
　　7.7　串聯(lián)rlc電路　
　　7.8　諧振時(shí)的串聯(lián)rlc電路　
　　7.9　導(dǎo)納　
　　7.10　本章說明　
第二部分　信號完整性問題　
　第8章　信號完整性概述　
　第9章　電磁干擾　
　　9.1　背景　
　　9.2　磁場及其相互抵消　
　　9.3　一些基本事實(shí)　
　　9.4　信號耦合　
　　9.5　回路面積　
　　9.6　短截線　
　　9.7　共?！?br />　　9.8　20-h準(zhǔn)則　
　　9.9　樁柵欄（法拉第屏蔽）　
　第10章　反射與傳輸線　
　　10.1　通信模型　
　　10.2　傳輸線　
　　10.3　關(guān)鍵長度　
　　10.4　反射系數(shù)　
　　10.5　觀察反射　
　　10.6　確定走線的阻抗　
　　10.7　終端匹配技術(shù)　
　　10.8　一些設(shè)計(jì)問題　
　　10.9　短截線　
　　10.10　zo的絕對值和相對值　
　　10.11　本章說明　
　第11章　傳輸線仿真　
　　11.1　基本的仿真　
　　11.2　串聯(lián)終端匹配　
　　11.3　布局問題　
　　11.4　走線分支或y形分支　
　第12章　串?dāng)_　
　　12.1　前向串?dāng)_與后向串?dāng)_　
　　12.2　估計(jì)串?dāng)_　
　　12.3　設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的問題　
　第13章　串?dāng)_的仿真　
　　13.1　基本模型　
　　13.2　添加非耦合的區(qū)域　
　　13.3　長度的影響　
　　13.4　帶狀線　
　　13.5　用終端匹配的帶狀線　
　　13.6　更為實(shí)際的例子　
　　13.7　小結(jié)　
　第14章　差分走線及阻抗　
　　14.1　背景　
　　14.2　設(shè)計(jì)規(guī)則　
　　14.3　差分仿真　
　　14.4　計(jì)算差分阻抗　
　第15章　旁路電容與去耦系統(tǒng)　
　　15.1　傳統(tǒng)方法　
　　15.2　電源系統(tǒng)的阻抗方法　
　　15.3　小結(jié)　
　第16章　電源系統(tǒng)　
　　16.1　電源電壓　
　　16.2　為什么需要電源層　
　　16.3　采用參考層的設(shè)計(jì)策略　
　　16.4　設(shè)計(jì)規(guī)則　
　　16.5　分層　
　　16.6　結(jié)論　
　第17章　有損傳輸線和眼圖　
　　17.1　有損傳輸線　
　　17.2　有損傳輸線模型　
　　17.3　眼圖　
　　17.4　均衡　
　　17.5　小結(jié)　
第三部分　附錄和術(shù)語表　
　附錄a　ultracad的方波仿真軟件　
　附錄b　電感器的工作原理　
　附錄c　對數(shù)　
　附錄d　相移的仿真　
　附錄e　復(fù)數(shù)的運(yùn)算　
　附錄f　傳輸線仿真軟件　
　附錄g　回波演示　
　附錄h　ultracad的免費(fèi)計(jì)算軟件　
　附錄i　tdr和vna　
　附錄j　走線的直角拐角　
術(shù)語表

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   驅(qū)動信號沿著走線傳播。因?yàn)槲挥谀硞€(gè)特定走線層上的所有信號（通常）都以相同的、恒定的速度傳播，所以圖中的橫軸既表示距離又表示時(shí)間。在驅(qū)動信號的上升沿上靠近原點(diǎn)的位置取一點(diǎn)（x）?，F(xiàn)在水平移動這一點(diǎn)到代表B1的斜線。它們之間的水平距離表示驅(qū)動端到B1的傳播時(shí)間。再把這一點(diǎn)水平移動同樣的距離，然后垂直移動到驅(qū)動端的斜線上（點(diǎn)y）。注意此時(shí)驅(qū)動端的信號還依然有效。我們可以認(rèn)為這個(gè)時(shí)刻驅(qū)動端的能量比反射信號大得多，所以反射不會對電路產(chǎn)生影響（這個(gè)解釋并不是十分精確，不過它有助于我們直觀理解）。在這個(gè)例子中，B1離驅(qū)動端“很近”。 另一方面，從同一點(diǎn)x水平移動到代表B2的那一點(diǎn)。這個(gè)距離代表了到B2的傳播時(shí)間?，F(xiàn)在再向前移動與B1類似的一小段距離，然后垂直移動到驅(qū)動信號。到現(xiàn)在為止，驅(qū)動信號已經(jīng)穩(wěn)定在高電平上很長時(shí)間了，反射在走線上就會非常明顯，可能影響電路的正常工作。在這個(gè)例子中，B2離驅(qū)動端“很遠(yuǎn)”。 驅(qū)動端到B1的距離很近，到B2的距離很遠(yuǎn)。反射對短走線影響不大，而對于長走線則有著顯著的影響。我們應(yīng)該怎樣定義短走線和長走線呢？大多數(shù)人都可以接受的原則如下： ?如果信號在走線上傳播和返回的時(shí)間比信號的上升時(shí)間短，那么可以認(rèn)為走線是短走線。 ?如果信號在走線上傳播和返回的時(shí)間比信號的上升時(shí)間長，那么我們必須認(rèn)為走線是長走線，此時(shí)必須考慮是否有必要進(jìn)行終端阻抗匹配。 如果信號在某個(gè)長度的走線上往返的時(shí)間比信號的上升時(shí)間短，那么這個(gè)長度叫做關(guān)鍵長度。 10.4反射系數(shù) 什么導(dǎo)致了反射，反射又是什么樣的呢？如果讓走線看起來更像傳輸線，那么把這些走線叫做阻抗受控的走線。這樣就應(yīng)該能控制住反射了。但是如果沒有把走線的阻抗控制得很好，反射依然會存在。問題是它們?yōu)槭裁创嬖?，大小是多少?如果我們已經(jīng)（試圖）使用了阻抗經(jīng)過控制的走線（傳輸線），至少還會有兩種情況會在系統(tǒng)中導(dǎo)致反射：（a）走線上的阻抗不均勻；（b）終端阻抗不匹配。前面我們講過傳輸線的特征阻抗是由它的幾何形狀（以及走線周圍材料的介電常數(shù)）所決定的。幾何形狀的任何改變，或者介電常數(shù)的改變，都會導(dǎo)致傳輸線在這一點(diǎn)的特征阻抗發(fā)生改變，從而可能在這一點(diǎn)導(dǎo)致反射。傳輸線的形狀在每一點(diǎn)都保持恒定是避免反射的必要條件（稍后將介紹改變走線所在層的后果）。同樣，如果我們要在幾個(gè)不同廠家制造的電路板上控制走線的特征阻抗，那么必須（最好與電路板廠家一起）詳細(xì)指定所用的材料及它們的相對介電常數(shù)。即使走線的形狀保持了恒定，但是如果每個(gè)廠家所使用的材料都不同，阻抗也會隨著每一家的不同而不同。最起碼，我們需要根據(jù)廠家的不同而改變終端匹配阻抗，不過這在某些情況下也是不可能實(shí)現(xiàn)的。

編輯推薦

《信號完整性與PCB設(shè)計(jì)》是一部論述印制電路板設(shè)計(jì)與信號完整性分析的理論和工程實(shí)踐的全面著作，是作者在長期從事教學(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。

圖書封面

圖書標(biāo)簽Tags

無

評論、評分、閱讀與下載

---

    信號完整性與PCB設(shè)計(jì) PDF格式下載

---