信號完整性與 PCB 設計( Signal Integrity Issues and Printed Circuit Board Design) 信号完整性与PCB设计

道格拉斯·布魯克斯 (Douglas Brooks)

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商品描述

本書是一部論述印製電路板設計與信號完整性分析的理論和工程實踐的著作。本書從印製電路板的基本原理出發,介紹電路設計的基本概念、理論和技巧,並在此基礎上,詳細討論信號完整性的問題,涵蓋信號完整性中電磁乾擾、串擾、傳輸線及反射和功率器件去耦等各個方面。

作者簡介

劉雷波

博士,清華大學教授。長期從事集成電路設計、可重構計算機等研究工作,發表論文40餘篇,申請專利11項,翻譯出版著作兩部。

目錄大綱

第一部分基礎知識

第1章電子學概念2 
1.1電流2 
1.2電荷3 
1.3電壓4 
1.4直流電壓和電流與交流電壓和電流5 
1.5諧波6 
1.6交流電壓或交流電流的測量7 
1.7頻率、上升/下降時間和周期8 
1.8頻率的度量9 
1.9複合波形(傅里葉分析)10 
1.10本章說明13 

第2章傳播時間15 
2.1傳播速度15 
2.2傳播時間15 
2.3走線的佈局與信號傳播16 
2.4電路時序問題18 
2.5波長20 

第3章電子元件22 
3.1三種最基本的元件22 
3.2電阻22 
3.3歐姆定律23 
3.4電容25 
3.5電荷的存儲28 
3.6電容量計算公式29 
3.7電容的作用29 
3.8電感30 
3.9關於電感的公式32 
3.10充電和放電電流34 
3.11諧振36 

第4章電壓和電流的改變與時間常數37 
4.1電壓和電流通過電阻的變化37 
4.2電壓和電流通過電容的變化37 
4.3電壓和電流通過電感的變化39
4.4幾個有趣的電感電路的動態特性40 
4.5時間常數42 
4.6對充放電方程的說明45 

第5章電阻46 
5.1基爾霍夫定律46 
5.2串聯電阻47 
5.3並聯電阻48 
5.4分壓器50 
5.5放大器反饋及增益51 
5.6功率52 
5.7等效電路53 
5.8功率曲線54 
5.9電源56 
5.10電導56 

第6章電抗58 
6.1容抗58 
6.2感抗60 
6.3應用於電抗的歐姆定律61 
6.4串聯LC電路62 
6.5並聯LC電路64 
6.6諧振66 
6.7極點和零點69 
6.8電納71 

第7章阻抗和相移72 
7.1阻抗72 
7.2頻率的影響75 
7.3另一個RC電路的例子76 
7.4經典RC濾波器78 
7.5阻抗的組合方式78 
7.6諧振和Q值79 
7.7串聯RLC電路81 
7.8諧振時的串聯RLC電路83 
7.9導納84 
7.10本章說明84 


第二部分信號完整性問題

第8章信號完整性概述88 

第9章電磁干擾92
9.1背景92 
9.2磁場及其相互抵消92 
9.3一些基本事實93 
9.4信號耦合94 
9.5迴路面積95 
9.6短截線99 
9.7共模100 
9.820—H準則102 
9.9樁柵欄(法拉第屏蔽)102 

第10章反射與傳輸線104 
10.1通信模型104 
10.2傳輸線106 
10.3關鍵長度107 
10.4反射係數108 
10.5觀察反射109 
10.6確定走線的阻抗111 
10.7終端匹配技術114 
10.8一些設計問題116 
10.9短截線119 
10.10Zo的絕對值和相對值119 
10.11本章說明120 

第11章傳輸線仿真123 
11.1基本的仿真123 
11.2串聯終端匹配128 
11.3佈局問題129 
11.4走線分支或Y形分支130 

第12章串擾132 
12.1前向串擾與後向串擾132 
12.2估計串擾135 
12.3設計時需要考慮的問題138 

第13章串擾的仿真140 
13.1基本模型140 
13.2添加非耦合的區域142 
13.3長度的影響143
13.4帶狀線144 
13.5用終端匹配的帶狀線146 
13.6更為實際的例子147 
13.7小結148 

第14章差分走線及阻抗149 
14.1背景149 
14.2設計規則152 
14.3差分仿真156 
14.4計算差分阻抗158 

第15章旁路電容與去耦系統161 
15.1傳統方法161 
15.2電源系統的阻抗方法166 
15.3小結177 

第16章電源系統178 
16.1電源電壓178 
16.2為什麼需要電源層179 
16.3採用參考層的設計策略180 
16.4設計規則181 
16.5分層183 
16.6結論184 

第17章有損傳輸線和眼圖185 
17.1有損傳輸線185 
17.2有損傳輸線模型187 
17.3眼圖187 
17.4均衡189 
17.5小結191 


第三部分附錄和術語表

附錄AUltraCAD的方波仿真軟件194 
附錄B電感器的工作原理196 
附錄C對數205 
附錄D相移的仿真209 
附錄E複數的運算212 
附錄F傳輸線仿真軟件218 
附錄G回波演示219
附錄HUltraCAD的免費計算軟件220 
附錄ITDR和VNA223 
附錄J走線的直角拐角228 
術語表230