本書(shū)是一部論述印制電路板設計與信號完整性分析的理論和工程實(shí)踐的著(zhù)作。本書(shū)從印制電路板的基本原理出發(fā),介紹電路設計的基本概念、理論和技巧,并在此基礎上,詳細討論信號完整性的問(wèn)題,涵蓋信號完整性中電磁干擾、串擾、傳輸線(xiàn)及反射和功率器件去耦等各個(gè)方面。
劉雷波,博士,清華大學(xué)教授。長(cháng)期從事集成電路設計、可重構計算機等研究工作,發(fā)表論文40余篇,申請專(zhuān)利11項,翻譯出版著(zhù)作兩部。
道格拉斯.布魯克斯:曾為美國大學(xué)教師,后從事PCB領(lǐng)域的工程師。在PCB和EMI領(lǐng)域出版過(guò)多部著(zhù)作。
目 錄
第一部分 基 礎 知 識
第1章 電子學(xué)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(shí)間和周期 8
1.8 頻率的度量 9
1.9 復合波形(傅里葉分析) 10
1.10 本章說(shuō)明 13
第2章 傳播時(shí)間 15
2.1 傳播速度 15
2.2 傳播時(shí)間 15
2.3 走線(xiàn)的布局與信號傳播 16
2.4 電路時(shí)序問(wèn)題 18
2.5 波長(cháng) 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(guān)于電感的公式 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(shí)間常數 37
4.1 電壓和電流通過(guò)電阻的變化 37
4.2 電壓和電流通過(guò)電容的變化 37
4.3 電壓和電流通過(guò)電感的變化 39
4.4 幾個(gè)有趣的電感電路的動(dòng)態(tài)特性 40
4.5 時(shí)間常數 42
4.6 對充放電方程的說(shuō)明 45
第5章 電阻 46
5.1 基爾霍夫定律 46
5.2 串聯(lián)電阻 47
5.3 并聯(lián)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(xiàn) 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 應用于電抗的歐姆定律 61
6.4 串聯(lián)LC電路 62
6.5 并聯(lián)LC電路 64
6.6 諧振 66
6.7 極點(diǎn)和零點(diǎn) 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(gè)RC電路的例子 76
7.4 經(jīng)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(lián)RLC電路 81
7.8 諧振時(shí)的串聯(lián)RLC電路 83
7.9 導納 84
7.10 本章說(shuō)明 84
第二部分 信號完整性問(wèn)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(chǎng)及其相互抵消 92
9.3 一些基本事實(shí) 93
9.4 信號耦合 94
9.5 回路面積 95
9.6 短截線(xiàn) 99
9.7 共模 100
9.8 20-H準則 102
9.9 樁柵欄(法拉第屏蔽) 102
第10章 反射與傳輸線(xiàn) 104
10.1 通信模型 104
10.2 傳輸線(xiàn) 106
10.3 關(guān)鍵長(cháng)度 107
10.4 反射系數 108
10.5 觀(guān)察反射 109
10.6 確定走線(xiàn)的阻抗 111
10.7 終端匹配技術(shù) 114
10.8 一些設計問(wèn)題 116
10.9 短截線(xiàn) 119
10.10 Zo的絕對值和相對值 119
10.11 本章說(shuō)明 120
第11章 傳輸線(xiàn)仿真 123
11.1 基本的仿真 123
11.2 串聯(lián)終端匹配 128
11.3 布局問(wèn)題 129
11.4 走線(xiàn)分支或Y形分支 130
第12章 串擾 132
12.1 前向串擾與后向串擾 132
12.2 估計串擾 135
12.3 設計時(shí)需要考慮的問(wèn)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(cháng)度的影響 143
13.4 帶狀線(xiàn) 144
13.5 用終端匹配的帶狀線(xiàn) 146
13.6 更為實(shí)際的例子 147
13.7 小結 148
第14章 差分走線(xiàn)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 為什么需要電源層 179
16.3 采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(xiàn)和眼圖 185
17.1 有損傳輸線(xiàn) 185
17.2 有損傳輸線(xiàn)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(shù)語(yǔ)表
附錄A UltraCAD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 復數的運算 212
附錄F 傳輸線(xiàn)仿真軟件 218
附錄G 回波演示 219
附錄H UltraCAD的免費計算軟件 220
附錄I TDR和VNA 223
附錄J 走線(xiàn)的直角拐角 228
術(shù)語(yǔ)表 230