高速数字设计

第1章基础知识

1.1频率与时间

1.2时间与距离

1.3集总与分布系统

1.4关于3 dB和RMS频率的解释

1.5 4种类型的电抗

1.6普通电容

1.7普通电感

1.8估算衰减时间的更好方法

1.8.1测量一个响应曲线下的总面积

1.8.2应用到图1.15中

1.9互容

1.9.1互容与串扰的关系

1.9.2端接电阻之间的互容

1.10互感

1.10.1互感与串扰的关系

1.10.2磁耦合环路的反向

1.10.3容性耦合与感性耦合的比率

第2章逻辑门电路的高速特性

2.1一种年代久远的数字技术的发展历史

2.2功耗

2.2.1静态和动态功耗

2.2.2驱动容性负载时的动态功耗

2.2.3叠加偏置电流产生的动态功耗

2.2.4输入功耗

2.2.5内部功耗

2.2.6驱动电路功耗

2.2.7输出功耗

2.3速度

2.3.1电压突变的影响dV／dt

2.3.2电流突变的影响dI／dt

2.3.3电压容限

2.4封装

2.4.1引脚电感

2.4.2引脚电容

2.4.3热传导（θjc和θcA）

第3章测量技术

3.1示波器探头的上升时间和带宽

3.2探头接地环路的自感

3.2.1计算接地环路电感

3.2.2算出10％～90％上升时间

3.2.3估算电路的Q值

3.2.4结果的重要性

3.3探头接地环路检测到的假信号

3.3.1环路A的变化电流

3.3.2环路A和环路B的互感

3.3.3应用互感的定义

3.3.4磁场检测器

3.4探头是如何加重电路负载的

3.5特殊的探头构造

3.5.1自制的21：1探头

3.5.2低电感接地环路的夹具

3.5.3嵌入式探测夹具

3.6避免检测到来自探头外壳电流的信号

3.7观测一个串行数据传输系统

3.8降低系统时钟

3.9观测串扰

3.9.1关掉原始信号

3.9.2关掉串扰

3.9.3产生人为的串扰

3.10测量工作容限

3.10.1附加噪声

3.10.2宽总线的时序调整

3.10.3电源

3.10.4.温度

3.10.5数据吞吐量

3.11观察亚稳态

3.11.1测量亚稳态

3.11.2理解亚稳态的特性

3.11.3长判决时间的证据

3.11.4亚稳态问题的解决方法

第4章传输线

4.1普通点对点布线的缺点

4.1.1点对点布线的信号畸变

4.1.2点对点布线的EMI

4.1.3点对点布线中的串扰

4.2无限均匀传输线

4.2.1理想的无畸变、无损耗传输线

4.2.2有损耗的传输线

4.2.3趋肤效应

4.2.4邻近效应

4.2.5介电损耗

4-3源端及负载阻抗的影响

4.3.1传输线上的反射

4.3.2末端端接

4.3.3源端端接

4.3.4短线

4.3.5不良端接传输线的建立时间

4.4传输线的特殊实例

4.4.1未端接线路

4.4.2连接在线路中间的容性负载

4.4.3等间隔的容性负载

4-4.4直角弯曲

4.4.5延迟线

4.5线路阻抗和传播延迟

4.5.1传输线参数的控制

4.5.2同轴电缆的计算公式

4.5.3双绞线的计算公式

4.5.4微带线的简单公式集

4.5.5带状线的简单公式集

第5章地平面和叠层

5.1高速电流沿着电感最小路径前进

5.2完整地平面的串扰

5.3开槽地平面的串扰

5.4平行交叉地平面的串扰

5.5指状电源和地线的串扰

5.6保护走线

5.7近端和远端串扰

5.7.1感性耦合机制

5.7.2容性耦合机制

5.7.3互感和互容的混合耦合

5.7.4近端串扰如何变成一个远端问题

5.7.5展示两线之间串扰的特征

5.7.6使用串联端接减少串扰

5.8印刷电路板如何叠层

5.8.1电源和地的规划

5.8.2机框层

5.8.3选择走线尺寸

5.8.4布线密度和走线层数

5.8.5经典叠层

5.8.6高速板的特别提示

第6章 端接

6.1 末端端接器

6.2 源端端接器

6.3 中间端接器

6.4 末端端接器的交流偏置

6.5 电阻的选择

6.6 端接器中的串扰

第7章 通孔

7.1 通孔的机械特性

7.2 通孔的电容

7.3 通孔的电感

7.4 返回电流及其与通孔的关系

第8章 电源系统

8.1 提供稳定的电压参考

8.2 分配统一的电压

8.3 一般情形的电源分配问题

8.4 选择旁路电容

第9章 连接器

9.1 互感——连接器如何引起串扰

9.2 串联电感——连接器怎样产生电磁干扰

9.3 寄生电容——用在多支路总线上的连接器

9.4 连接器中耦合的测量

9.5 连接器下地线的连续性

9.6 采用外部连接解决EMI问题

9.7 高速应用的特殊连接器

9.8 穿过连接器的差分信号

9.9 连接器的电源管理特性

第10章 扁平电缆 254

第11章 时钟分配

第12章 时钟振荡器

附录A 记忆要点

附录B 计算上升时间

附录C MathCad公式

参考书目

索引

信号完整性领域的一部经典著作，英文版已经重印了将近20次。全书结合了数字和模拟电路理论，对高速数字电路系统设计中的信号完整性和EMC方面的问题进行了深入浅出的讨论和研究。其中不仅包括了关于高速数字设计中EMC方面的许多实用信息，而且包括了许多有价值的测试技术。另外，书中详细讨论了涉及信号完整性方面的传输线、时钟偏移和抖动、端接、过孔等问题。《高速数字设计》通俗易懂，是高速数字设计人员必备的参考书，实用性很强，独特地将理论与实践方法相结合，适合从事模拟和数字电路设计的相关人员使用。《高速数字设计》可以作为大专院校相关专业师生的教学参考，对于体系结构设计人员、EMC专家、印刷电路板设计和布线专业人士也是一本极具价值的参考书。

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