信号完整性分析PDF电子书下载

第1章 信号完整性分析概论 1

1.1 信号完整性的含义 2

1.2 单一网络的信号质量 3

1.3 串扰 5

1.4 轨道塌陷噪声 7

1.5 电磁干扰（EMI） 9

1.6 信号完整性的两个重要推论 10

1.7 电子产品的趋势 10

1.8 新设计方法学的必要性 14

1.9 一种新的产品设计方法学 14

1.10 仿真 15

1.11 模型与建模 17

1.12 通过计算创建电路模型 18

1.13 三种测量技术 21

1.14 测量的作用 23

1.15 小结 25

第2章 时域与频域 26

2.1 时域 26

2.2 频域中的正弦波 27

2.3 频域中解决问题的捷径 28

2.4 正弦波特征 29

2.5 傅里叶变换 30

2.6 重复信号的频谱 32

2.7 理想方波的频谱 33

2.8 从频域到时域 34

2.9 带宽对上升时间的影响 35

2.10 带宽及上升时间 37

2.11 “有效的”含义 38

2.12 实际信号的带宽 40

2.13 带宽和时钟频率 41

2.14 测量的带宽 42

2.15 模型的带宽 44

2.16 互连线的带宽 45

2.17 小结 47

第3章 阻抗和电气模型 48

3.1 用阻抗描述信号完整性 48

3.2 阻抗的含义 50

3.3 实际的和理想的电路元件 51

3.4 时域中理想电阻的阻抗 52

3.5 时域中理想电容的阻抗 53

3.6 时域中理想电感的阻抗 54

3.7 频域中的阻抗 55

3.8 等效电气电路模型 58

3.9 电路理论和SPICE 59

3.10 建模简介 62

3.11 小结 65

第4章 电阻的物理基础 66

4.1 将物理设计转化为电气性能 66

4.2 互连线电阻的最佳近似 67

4.3 体电阻率 68

4.4 单位长度电阻 69

4.5 方块电阻 70

4.6 小结 72

第5章 电容的物理基础 74

5.1 电容中的电流流动 74

5.2 球面电容 75

5.3 平行板近似 76

5.4 介电常数 77

5.5 电源、地平面和去耦电容 78

5.6 单位长度电容 80

5.7 二维场求解器 83

5.8 有效介电常数 85

5.9 小结 87

第6章 电感的物理基础 89

6.1 电感的含义 89

6.2 电感定律之一：电流周围将形成闭合磁力线圈 89

6.3 电感定律之二：电感是导体上流过单位安培电流时，导体周围磁力线圈的韦伯值 91

6.4 自感和互感 91

6.5 电感定律之三：当导体周围的磁力线圈匝数变化时，导体两端将产生感应电压 93

6.6 局部电感 94

6.7 有效电感、总电感或净电感及地弹 98

6.8 回路自感和回路互感 101

6.9 电源分布系统（PDS）和回路电感 104

6.10 单位面积的回路电感 107

6.11 平面和过孔接触孔的回路电感 108

6.12 具有出砂孔区域的平面回路电感 109

6.13 回路互感 110

6.14 等效电感 111

6.15 电感分类 112

6.16 电流分布和趋肤深度 112

6.17 高导磁率材料 118

6.18 涡流 119

6.19 小结 121

第7章 传输线的物理基础 122

7.1 不再使用“地”这个词 122

7.2 信号 123

7.3 均匀传输线 124

7.4 铜中的电子速度 125

7.5 传输线上的信号速度 126

7.6 前沿的空间延伸 128

7.7 信号必须名副其实 128

7.8 传输线的瞬态阻抗 130

7.9 特性阻抗和可控阻抗 132

7.10 著名的特性阻抗 134

7.11 传输线的阻抗 135

7.12 传输线的驱动 138

7.13 返回路径 140

7.14 返回路径中参考平面的切换 142

7.15 传输线的一阶模型 149

7.16 特性阻抗的近似计算 152

7.17 用二维场求解器计算特性阻抗 154

7.18 n节集总电路模型 158

7.19 特性阻抗与频率的关系 162

7.20 小结 163

第8章 传输线与反射 165

8.1 阻抗变化处的反射 165

8.2 反射形成机理 166

8.3 阻性负载的反射 168

8.4 驱动源的内阻抗 170

8.5 反弹图 171

8.6 反射波形仿真 173

8.7 使用TDR测量反射 173

8.8 传输线和非故意突变 175

8.9 何时需要端接 177

8.10 点对点拓扑的通用端接策略 178

8.11 短串接传输线的反射 180

8.12 短桩线传输线的反射 182

8.13 容性终端负载的反射 183

8.14 连线中途的容性负载反射 184

8.15 容性时延累加 186

8.16 拐角和过孔的影响 187

8.17 有载线 191

8.18 感性突变产生的反射 193

8.19 补偿 196

8.20 小结 197

第9章 有损线、上升边退化和材料特性 198

9.1 有损线的不良影响 198

9.2 传输线中的损耗 200

9.3 损耗源：导线电阻和趋肤效应 201

9.4 损耗源：介质 204

9.5 介质耗散因子 206

9.6 耗散因子的真实含义 208

9.7 有损传输线建模 211

9.8 有损传输线的特性阻抗 215

9.9 有损传输线中的信号速度 217

9.10 衰减与dB 218

9.11 有损线上的衰减 221

9.12 频域中有损线特性的度量 226

9.13 互连线的带宽 229

9.14 有损线的时域行为 233

9.15 改善传输线眼图 235

9.16 预加重和均衡化 237

9.17 小结 237

第10章 传输线的串扰 239

10.1 叠加 239

10.2 耦合源：电容和电感 240

10.3 传输线上的串扰：NEXT（近端串扰）和FEXT（远端串扰） 241

10.4 描述串扰 242

10.5 SPICE电容矩阵 243

10.6 Maxwel电容矩阵和二维场求解器 246

10.7 电感矩阵 250

10.8 均匀传输线上的串扰和饱和长度 251

10.9 容性耦合电流 254

10.10 感性耦合电流 256

10.11 近端串扰 257

10.12 远端串扰 260

10.13 减小远端串扰 264

10.14 仿真串扰 265

10.15 防护布线 269

10.16 串扰和介电常数 274

10.17 串扰和时序 275

10.18 开关噪声 277

10.19 降低串扰措施分类 279

10.20 小结 279

第11章 差分对与差分阻抗 281

11.1 差分信号 281

11.2 差分对 284

11.3 无耦合时的差分阻抗 285

11.4 耦合的影响 287

11.5 差分阻抗的计算 292

11.6 差分对的返回电流分布 294

11.7 奇模和偶模 298

11.8 差分阻抗与奇模阻抗 300

11.9 共模阻抗和偶模阻抗 301

11.10 差分、共模信号及奇模、偶模电压分量 303

11.11 每种模态的速度及远端串扰 304

11.12 耦合传输线的理想差分对模型 308

11.13 奇模和偶模阻抗的测量 309

11.14 差分和共模信号的端接 311

11.15 差分信号向共模信号的转化 314

11.16 EMI和共模信号 317

11.17 差分对中的串扰 320

11.18 返回路径中的间隙 322

11.19 紧密与非紧密耦合 324

11.20 根据电容和电感矩阵元素计算奇模和偶模 325

11.21 特性阻抗矩阵 327

11.22 小结 329

附录A 100条使信号完整性问题最小化的通用设计原则 330

附录B 100条估计信号完整性效应的经验法则 334

附录C 参考文献 340

附录D 术语表 342