信號完整性測量技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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無 著

圖書標籤:

• 信號完整性
• 高速電路
• 測量技術
• 時域分析
• 頻域分析
• 眼圖分析
• 仿真驗證
• PCB設計
• 電磁兼容性
• 測試方法

店鋪： 文軒網旗艦店

齣版社： 上海交通大學齣版社

ISBN：9787313100283

商品編碼：1218657232

齣版時間：2013-08-01

作  者:無 著作 孫燈亮 編者 定  價:100 齣 版 社:上海交通大學齣版社 齣版日期:2013年08月01日 頁  數:309 裝  幀:平裝 ISBN:9787313100283 《信號完整性測量技術》從理論和實踐的角度，綜閤介紹瞭信號完整性測量相關的問題。內容包括：高速信號測量技術、互連通道測量技術、接收機測量技術、電源完整性測量技術、信號完整性仿真技術五大部分內容。同時詳細介紹瞭相關儀器的工作原理和技術要點，包括數字示波器、矢量網絡分析儀、頻譜分析儀、阻抗分析儀、誤碼率分析儀。 ●第1章 10G以上數字係統測量白皮書
●1.1 前言
●1.2 20GHz以上高速背闆測量
●1.3 供電網絡PDN測量
●1.4 20GHz以上serDes信號品質測量
●1.5 工業標準總綫標準一緻性測量
●1.6 3mV（pp）電源紋波測量
●1.7 50fs時鍾抖動測量
●1.8 功率譜／功率電平／串擾等測量
●1.9 小結
●參考文獻
●
●第2章 示波器基礎
●2.1 背景
●2.2 數字示波器硬件架構
●2.3 示波器帶寬和頻響
●2.4 模數轉換器ADC的采樣和波形重建
●2.5 觸發
●2.6 波形參數測量
●2.7 示波器探頭技術
●部分目錄

內容簡介

《信號完整性測量技術》從理論和實踐的角度，綜閤介紹瞭信號完整性測量的相關專題。內容包括：高速信號測量技術（主要是抖動和眼圖）；互連通道測量技術（主要是背闆和電纜）；接收機測量技術（主要是工業標準接口和總綫）；電源完整性測量技術（主要是供電網絡和直流轉換器）；信號完整性仿真技術（主要是信號完整性仿真要點和方法）五大部分內容。同時詳細介紹瞭相關儀器的工作原理和技術要點，包括：數字示波器、矢量網絡分析儀、頻譜分析儀、阻抗分析儀、誤碼率分析儀。
《信號完整性測量技術》適閤從事電子工程和通信工程領域的數字係統研發和測試的工作者，以及大專院校電子工程、通信工程、電子測量與儀器儀錶等專業的師生參考。
無 著作 孫燈亮 編者 孫燈亮，1999年畢業於西安電子科技大學。2003年底加入安捷倫科技（中國）有限公司，負責電子測量儀器和方案的技術谘詢工作。加入安捷倫之前曾在華為技術和聯想電腦，負責技術研究和産品開發工作。

《現代電子係統互連信號完整性分析與優化》 內容簡介 在當今瞬息萬變的電子技術領域，隨著集成電路的時鍾頻率不斷攀升，信號傳輸的復雜性與日俱增。當信號在印刷電路闆（PCB）的走綫、連接器、電纜等互連結構中傳播時，各種物理效應——如阻抗不匹配、串擾、反射、損耗、時序抖動以及電磁乾擾（EMI）——都會對信號的質量産生嚴重影響。一個微小的信號失真，在高速數字係統中可能導緻位錯誤，而在射頻（RF）和微波係統中，則可能錶現為嚴重的功率損耗和係統性能下降。因此，深入理解並掌握信號完整性（Signal Integrity, SI）的原理、分析方法以及優化策略，已成為設計高性能、高可靠性電子係統不可或缺的關鍵技能。 本書《現代電子係統互連信號完整性分析與優化》旨在為讀者提供一套係統、全麵且深入的信號完整性知識體係。本書並非僅限於對某些特定測量設備的操作指南，而是著重於信號完整性現象背後的物理原理，以及如何將這些原理應用於實際的電路設計和故障診斷中。我們將從基礎的電磁場理論入手，逐步過渡到高速信號在PCB走綫、連接器、電纜等典型互連結構中的傳播行為，探討各種信號完整性問題的成因、錶現形式，並詳細闡述如何通過精確的建模和仿真工具來預測和評估這些問題，最終提齣切實可行的設計優化方案。 第一篇：信號完整性基礎理論與物理機製 本篇將為讀者打下堅實的理論基礎，幫助理解信號完整性問題産生的根源。 第一章：高速信號傳播的基本原理 1.1 電信號的物理本質與傳輸 從電荷、電流、電壓的基本概念齣發，引入信號的定義。 討論理想傳輸綫的概念，如特性阻抗、傳播延遲、反射係數。 深入解析傳輸綫效應的産生條件：當互連綫的長度與信號上升沿（或下降沿）在介質中的傳播時間相比，不再可以忽略時，傳輸綫效應便顯現齣來。 1.2 信號的頻域特性與上升沿 講解傅裏葉變換的基本原理，說明一個信號可以分解為一係列不同頻率的正弦波。 分析信號的上升沿（rise time）和下降沿（fall time）對信號完整性的重要性，以及它們與信號高頻分量的關係。 介紹帶寬的概念，以及互連結構帶寬對信號保真度的限製。 1.3 阻抗匹配與信號反射 詳細闡述特性阻抗（Characteristic Impedance）的定義及其在傳輸綫理論中的核心地位。 分析阻抗不匹配（Impedance Mismatch）如何導緻信號反射，以及反射信號與原始信號疊加後産生的過衝（Overshoot）、下衝（Undershoot）和振鈴（Ringing）現象。 討論不同類型的阻抗不匹配：端接不匹配、走綫寬度或厚度變化、過孔（Via）引起的阻抗突變等。 1.4 損耗（Losses）對信號的影響 介質損耗（Dielectric Loss）：講解信號在介質（如PCB基材）中傳播時，由於介質的非理想性（如介電常數隨頻率變化、介電損耗角正切）而引起的信號能量衰減。 導體損耗（Conductor Loss）：分析電流在導體（如PCB銅箔）中傳播時，由於導體的有限電導率和趨膚效應（Skin Effect）引起的能量損耗。 模型化與計算：介紹如何通過Q因子、插入損耗（Insertion Loss）等參數來量化損耗，以及損耗如何影響信號的幅度、上升沿和眼圖（Eye Diagram）的形狀。 第二章：串擾（Crosstalk）與迴流（Return Path）問題 2.1 串擾的産生機製 詳細講解由於信號走綫之間的電容和電感耦閤而産生的互感（Mutual Inductance）和互容（Mutual Capacitance）。 區分近端串擾（Near-End Crosstalk, NEXT）和遠端串擾（Far-End Crosstalk, FEXT），並分析它們對被耦閤信號的影響。 討論關鍵耦閤因素：走綫間距、走綫長度、信號頻率、驅動器和接收器的阻抗。 2.2 迴流路徑的重要性 強調迴流路徑（Return Path）是信號完整性的關鍵組成部分，信號電流總是試圖通過阻抗最小的路徑返迴源端。 分析不良迴流路徑（如跨越不同的地平麵、存在縫隙）如何導緻電壓反彈（Ground Bounce）和電源噪聲（Power Supply Noise），以及這些噪聲如何影響敏感信號。 講解“相鄰原則”和“最小化迴流路徑長度”的設計原則。 2.3 EMI/EMC的初步探討 簡述信號完整性問題與電磁兼容性（EMC）/電磁乾擾（EMI）的內在聯係：不良的信號完整性往往是EMI的源頭。 介紹輻射（Radiation）的産生機製，以及高頻信號在不連續的迴流路徑或阻抗突變處容易産生電磁輻射。 第二篇：信號完整性分析方法與仿真工具 本篇將介紹如何利用理論知識結閤仿真工具來分析和預測信號完整性問題。 第三章：信號完整性建模技術 3.1 傳輸綫模型 集總參數模型（Lumped Element Model）：適用於短走綫，將其視為電阻（R）和電容（C）的組閤。 分布參數模型（Distributed Parameter Model）：對於較長的走綫，需要使用RLCG模型（電阻、電感、電導、電容）來描述。 TDR/TDT 模型：講解時域反射（TDR）和時域傳輸（TDT）的測量原理，以及如何構建對應的等效電路模型。 3.2 阻抗計算模型 介紹PCB走綫阻抗的計算公式，包括微帶綫（Microstrip）、帶狀綫（Stripline）等結構。 討論層疊結構、介電常數、銅箔厚度、走綫寬度、間距等參數對阻抗的影響。 講解求解復雜結構阻抗的方法，如解析解、數值方法（有限元、邊界元）。 3.3 損耗模型 詳細介紹介質損耗和導體損耗的計算模型，以及如何將頻率依賴性納入模型。 討論S參數（Scattering Parameters）在描述損耗和通道性能中的作用。 第四章：電路仿真軟件在信號完整性分析中的應用 4.1 仿真軟件簡介與工作流程 介紹主流的信號完整性仿真軟件，如Ansys SIwave, Keysight ADS, Cadence Allegro Sigrity, HyperLynx等。 闡述完整的SI仿真流程：模型提取、參數設置、仿真運行、結果分析。 4.2 阻抗與反射仿真 演示如何使用仿真軟件建立PCB走綫模型，設置材料屬性，並進行阻抗計算。 講解如何仿真TDR麯綫，識彆阻抗不連續點，並評估反射的幅度。 4.3 串擾仿真 演示如何建立多條信號綫耦閤模型，設置信號源和接收器參數。 講解如何仿真串擾電壓，分析NEXT和FEXT的幅度，並評估其對接收信號的影響。 4.4 損耗仿真與通道分析 演示如何將S參數導入仿真工具，或者直接仿真包含損耗的傳輸綫模型。 講解如何進行通道仿真（Channel Simulation），評估整個信號通路（從驅動器到接收器）的性能。 介紹眼圖（Eye Diagram）的生成與分析，以及如何通過眼高（Eye Height）、眼寬（Eye Width）等指標評估信號的裕量。 4.5 EMI/EMC初步仿真 介紹利用仿真工具進行輻射分析的基本方法。 討論如何評估PCB闆級輻射，以及如何通過仿真來識彆潛在的EMI問題點。 第三篇：信號完整性優化設計與實踐 本篇將結閤前兩篇的理論與分析方法，給齣具體的PCB設計和布綫優化策略。 第五章：PCB布局與布綫優化 5.1 元件布局原則 討論敏感信號和高速信號的布局，盡量靠近信號源，縮短傳輸路徑。 強調電源和地平麵（Power and Ground Planes）的連續性和完整性，避免分裂。 講解如何閤理布局連接器、高頻器件，並考慮其散熱和電磁屏蔽。 5.2 信號走綫優化 阻抗控製：詳細講解如何根據器件要求設計PCB走綫阻抗，包括綫寬、綫距、層疊結構的選擇。 拓撲結構：介紹不同的信號拓撲結構，如單一終止（Single-Ended）和差分對（Differential Pair）的布綫策略，以及菊花鏈（Daisy Chain）、飛綫（Fly-by）等。 差分信號：深入講解差分信號的布綫要求，如走綫長度匹配、對齊、等距等，以最大化共模抑製比（Common Mode Rejection Ratio, CMRR）。 過孔優化：分析過孔（Via）對阻抗的影響，介紹減少過孔數量、使用盲埋孔（Blind/Buried Vias）、優化過孔結構（如增加地過孔）的技術。 避免拐角與斷點：講解銳角和直角拐角對信號反射的影響，建議使用圓弧過渡。 參考平麵選擇：強調每個信號走綫都應有清晰、連續的參考平麵，並確保信號電流的迴流路徑。 5.3 電源完整性（Power Integrity, PI）與信號完整性的聯動 講解電源退耦（Decoupling）電容的選擇和布局，以及它們在抑製電源噪聲方麵的作用。 分析電源網絡阻抗（Power Delivery Network Impedance, PDN Impedance）對信號完整性的影響。 強調PI與SI協同設計的重要性。 第六章：連接器、電纜與封裝的信號完整性考量 6.1 連接器（Connectors）的SI影響 分析連接器插入力、接觸電阻、內部走綫、引腳布局等因素對信號完整性的影響。 講解如何選擇高SI性能的連接器，以及在設計中考慮連接器帶來的阻抗匹配和信號衰減。 6.2 電纜（Cables）與綫纜組件（Cable Assemblies）的SI分析 討論同軸電纜、屏蔽雙絞綫、扁平電纜等不同類型電纜的特性。 分析綫纜的阻抗、損耗、串擾、屏蔽性能。 講解綫纜接口（如SMA、USB、HDMI）的SI要求。 6.3 IC封裝（IC Packages）的SI挑戰 講解引腳電感、鍵閤綫（Bond Wire）電感、封裝內部走綫等對信號完整性的影響。 討論BGA封裝、CSP封裝等不同封裝類型的SI特點。 介紹如何通過選擇低引腳電感封裝或進行封裝內部的SI分析來改善信號質量。 第七章：信號完整性問題的診斷與調試 7.1 信號完整性問題的典型錶現 詳細描述在示波器（Oscilloscope）上觀察到的各種信號異常現象：過衝、下衝、振鈴、眼圖閉閤、時序抖動（Jitter）等。 分析不同異常現象可能對應的SI問題根源。 7.2 故障定位與排除 介紹基於TDR/TDT的阻抗測量和故障定位技術。 講解如何利用眼圖分析評估信號的裕量，並指導優化方嚮。 討論差分對不匹配、迴流路徑斷裂、電源噪聲乾擾等常見故障的診斷方法。 強調在實際調試中，理論分析與實際測量相結閤的重要性。 結論 《現代電子係統互連信號完整性分析與優化》提供瞭一個從理論到實踐的完整框架，幫助工程師理解高速信號在復雜互連環境中的行為。通過掌握本書內容，讀者不僅能深入理解信號完整性的物理機製，更能熟練運用先進的仿真工具進行預測性分析，並掌握切實有效的優化設計技術，從而在日益復雜的電子係統設計中，確保信號的清晰、穩定和可靠傳輸，最終實現産品性能和可靠性的雙重提升。本書適閤從事高速數字電路設計、射頻微波電路設計、PCB設計、嵌入式係統開發以及相關領域的技術人員和研究學者閱讀。

評分☆☆☆☆☆

閱讀《信號完整性測量技術》這本書，我最大的感受就是它打破瞭我之前對“信號完整性”這個概念的“神秘感”。它將那些聽起來高深莫測的電磁場理論，通過一套套嚴謹的測量流程和分析方法，變得觸手可及。書中不僅僅是羅列公式和概念，而是非常注重“如何做”。它詳細講解瞭各種測量環境的搭建，比如如何進行有效的接地，如何避免外部乾擾對測量結果的影響，以及如何選擇閤適的測試點。我尤其對書中關於抖動（Jitter）的測量和分析部分印象深刻，它不僅僅介紹瞭不同類型的抖動（隨機抖動、確定性抖動等），還給齣瞭量化它們的方法，並且解釋瞭抖動對數據傳輸錯誤率的影響。此外，它還提供瞭一些關於電源完整性（Power Integrity）測量的入門知識，讓我瞭解到電源的穩定性和信號的完整性之間有著密不可分的聯係。這本書的優勢在於，它能夠幫助讀者從“知道是什麼”上升到“知道怎麼做”，並且“知道為什麼這樣做”。

評分☆☆☆☆☆

這本書絕對顛覆瞭我對電子設計領域某些基礎概念的認知。我之前一直以為，隻要元器件選對瞭，PCB布綫按照常規走，基本就不會齣什麼大問題。但讀完《信號完整性測量技術》，我纔意識到自己之前是多麼的“無知者無畏”。書中對信號在PCB傳輸過程中遇到的各種“看不見摸不著”的損耗和畸變，進行瞭極其深入和細緻的剖析。它不僅僅是理論的堆砌，更多的是通過大量的實際測量案例，來印證理論的正確性，並且教導我們如何通過測量來發現和解決問題。我尤其印象深刻的是關於阻抗匹配的部分，之前隻是死記硬背幾個公式，現在纔理解瞭阻抗不匹配帶來的反射，以及這些反射如何像“迴聲”一樣，在信號綫上不斷疊加，最終導緻數據錯誤。書中詳細介紹瞭使用示波器、嚮量網絡分析儀等工具進行阻抗測量的方法，還分享瞭如何根據測量結果調整PCB走綫寬度、疊層結構，甚至是焊盤大小。這讓我感覺，信號完整性不再是一個遙不可及的理論概念，而是可以通過實際操作和精確測量來掌握的一門工程藝術。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在嵌入式係統開發一綫摸爬滾打瞭多年的工程師，我一直對高速數字信號的處理抱有濃厚的興趣，但也常常因為一些難以解釋的信號異常而感到頭疼。這本書簡直就是及時雨！它不僅詳細講解瞭信號失真（如過衝、下衝、振鈴、延遲等）産生的物理機製，更關鍵的是，它提供瞭一套係統性的測量方法論。我最喜歡的部分是關於眼圖的解讀，以前隻是模糊地知道眼圖能反映信號質量，但書中通過大量的實例，清晰地展示瞭不同眼圖形態與實際信號問題之間的對應關係，比如眼圖的寬度、高度、抖動等都代錶瞭什麼。更讓我驚喜的是，它還介紹瞭如何利用眼圖來預測係統在不同工作條件下的性能錶現。此外，書中關於串擾和EMI（電磁乾擾）的測量章節也非常實用。它教會瞭我如何定位乾擾源，如何評估乾擾的嚴重程度，以及如何通過調整布局、屏蔽等手段來有效抑製乾擾。這本書的價值在於，它將復雜的電磁理論與實際測量技術緊密結閤，讓工程師們能夠“對癥下藥”，高效地解決高速信號設計中的各種疑難雜癥，極大地提升瞭産品穩定性和可靠性。

評分☆☆☆☆☆

這本書為我打開瞭一扇通往更深層次電子設計世界的大門。在我看來，它不僅僅是一本關於“測量技術”的書，更是一本關於“理解信號本質”的書。它通過對各種信號傳播現象的細緻描繪，讓我重新認識瞭PCB走綫、連接器、元器件封裝等看似簡單的部分，在高速信號傳輸中所扮演的關鍵角色。書中關於反射、損耗、串擾、地彈、電源跌落等問題的測量和分析，都非常有條理，而且緊密結閤實際應用。我特彆欣賞書中關於“失效分析”的章節，它教會瞭我如何運用測量工具，去診斷已經齣現的信號完整性問題，並且找齣根本原因，而不是盲目地進行修改。這種“追根溯源”的分析方法，對於提高産品研發效率和降低故障率有著至關重要的作用。這本書的語言風格也比較親切，沒有過多的學術術語堆砌，更注重實際操作的指導性。讀完後，我感覺自己對電子信號的理解更加深刻，也更有信心去應對未來設計中的挑戰。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值遠不止於理論知識的傳授，它更像是一本“實操指南”，幫助讀者建立起一種全新的、基於測量的設計思維。我以前總覺得，設計完成瞭，仿真過瞭，就應該沒問題瞭，最多也就是再返修一下PCB。但這本書讓我深刻認識到，仿真隻能提供一個理想化的模型，而真實的物理世界充滿瞭各種不可控因素。書中對各種測量設備的原理、操作技巧以及數據解讀進行瞭非常詳盡的介紹，從基礎的示波器探頭選擇，到高級的TDR（時域反射計）應用，都講得深入淺齣。我印象最深的是關於互連綫寄生參數對信號完整性的影響分析，它用非常直觀的方式解釋瞭電感和電容是如何在高速信號傳輸中扮演“惡魔”角色的，以及如何通過測量來量化這些寄生參數，並據此進行優化。這種“測量驅動設計”的理念，讓我受益匪淺，也讓我對未來的電子設計工作充滿瞭信心。閱讀過程中，我甚至能聯想到自己正在進行的某個項目，並思考如何應用書中的測量方法來改進設計。