高速电路PCB设计与EMC技术分析第2版

上篇基础篇

第1章高速电路设计概述

1.1高速信号

1.1.1高速的界定

1.1.2高速信号的频谱

1.1.3集总与分布参数系统

1.2无源器件的高频特性

1.2.1金属导线和走线

1.2.2电阻

1.2.3电容

1.2.4电感和磁珠

1.3高速电路设计面临的问题

1.3.1电磁兼容性

1.3.2信号完整性

1.3.3电源完整性

1.4本章小结

第2章电磁兼容基础

2.1电磁兼容的基本概念

2.1.1电磁兼容性定义

.2.1.2电磁干扰模型

2.2电磁兼容的重要性

2.2.1军事上的意义

2.2.2产品的市场准入

2.2.3电磁泄露与信息安全

2.3电磁兼容标准化及认证

2.3.1电磁兼容标准

2.3.2电磁兼容相关认证

2.4电磁兼容设计

2.4.1系统工程方法

2.4.2结构设计与emc

2.4.3接地技术

2.4.4滤波技术

2.4.5电磁屏蔽技术

2.5本章小结

第3章pcb上的电磁干扰

3.1pcb基础知识

3.2pcb上的噪声

3.2.1电源线上的噪声

3.2.2地线上的噪声

3.3pcb的电磁辐射

3.4元器件的电磁辐射

3.5典型案例1--晶振信号辐射造成灵敏度下降

3.6本章小结

第4章高速电路信号完整性

4.1信号完整性概述

4.1.1信号完整性问题

4.1.2高速电路信号完整性问题的分析工具

4.2传输线原理

4.2.1pcb中的传输线结构

4.2.2传输线参数

4.2.3传输线模型

4.3时序分析

4.3.1传播速度

4.3.2时序参数

4.3.3时序设计目标和应用举例

4.4反射及阻抗匹配

4.4.1瞬态阻抗及反射

4.4.2反弹

4.4.3上升沿对反射的影响

4.4.4电抗性负载反射

4.5串扰

4.5.1串扰现象

4.5.2容性耦合和感性耦合

4.5.3串扰的模型描述

4.5.4串扰噪声分析

4.5.5互连参数变化对串扰的影响

4.6本章小结

第5章信号完整性测量

5.1逻辑分析仪

5.1.1逻辑分析仪的工作原理

5.1.2采集

5.1.3存储

5.1.4触发

5.1.5分析

5.1.6使用逻辑分析仪

5.2示波器

5.2.1模拟示波器和数字示波器

5.2.2示波器的各个系统和控制

5.2.3示波器的关键指标

5.3时域反射仪和阻抗测量

5.4本章小结

第6章高速电路电源完整性

6.1电源完整性问题概述

6.1.1芯片内部开关噪声

6.1.2芯片外部开关噪声

6.1.3减小同步开关噪声的其他措施

6.1.4同步开关噪声总结

6.2电源分配网络系统设计

6.2.1pcb电源分配系统

6.2.2电源模块的模型

6.2.3去耦电容的模型

6.2.4电源/地平面对的模型

6.3本章小结

第7章去耦和旁路

7.1去耦和旁路特性

7.2去耦和旁路电路属性参数

7.2.1能量储存

7.2.2阻抗

7.2.3谐振

7.2.4其他特性

7.3电源层和接地层电容

7.4电容选择举例

7.4.1去耦电容的选择

7.4.2大电容的选择

7.4.3选择电容的其他考虑因素

7.5集成芯片内电容

7.6本章小结

下篇应用篇

第8章高速电路pcb的布局和布线

8.1走线与信号回路

8.1.1pcb的走线结构

8.1.2网络、传输线、信号路径和走线

8.1.3"地"、返回路径、镜像层和磁通最小化

8.2返回路径

8.2.1返回电流的分布

8.2.2不理想的参考平面

8.2.3参考平面的切换

8.2.4地弹

8.3高速pcb的叠层设计

8.3.1多层板叠层设计原则

8.3.2尽量使用多层电路板

8.3.36层板叠层配置实例

8.4高速pcb的分区

8.4.1高速pcb的功能分割

8.4.2混合信号pcb的分区设计

8.5高速pcb的元件布局

8.5.1布线拓扑和端接技术

8.5.2如何选择端接方式

8.5.3端接的仿真分析

8.6高速pcb布线策略和技巧

8.6.1过孔的使用

8.6.2调整走线长度

8.6.3拐角走线

8.6.4差分对走线

8.6.5走线的3-w原则

8.7本章小结

第9章现代高速pcb设计方法及eda

9.1现代高速pcb设计方法

9.1.1传统的pcb设计方法

9.1.2基于信号完整性分析的pcb设计方法

9.2高速互连仿真模型

9.2.1spice模型

9.2.2ibis模型

9.2.3verilog-ams

9.2.4三种模型的比较

9.2.5传输线模型

9.3常用pcb设计软件

9.3.1protel

9.3.2orcad

9.3.3zukencr5000

9.3.4cadenceallegro系统互连设计平台

9.3.5mentorgraphicspads

9.4本章小结

第10章powerlogic&powerpcb--高速电路设计

10.1pads软件套装

10.2powerlogic--原理图设计

10.2.1powerlogic的用户界面

10.2.2建立一个新的设计

10.2.3环境参数设置

10.2.4添加、删除和复制元件

10.2.5pads元件库与新元件的创建

10.2.6建立和编辑连线

10.2.7在powerlogic下的叠层设置

10.2.8在powerlogic下定义设计规则

10.2.9输出网表到pcb

10.3powerpcb--版图设计

10.3.1powerpcb的用户界面

10.3.2设计准备

10.3.3单位设置

10.3.4建立板边框

10.3.5设置禁布区

10.3.6输入网表

10.3.7叠层设计

10.3.8定义设计规则

10.3.9颜色设置

10.4元件布局

10.4.1准备

10.4.2散开元器件

10.4.3设置网络的颜色和可见性

10.4.4建立元件组合

10.4.5原理图驱动布局

10.4.6放置连接器

10.4.7顺序放置电阻

10.4.8使用查找

10.4.9极坐标方式放置

10.4.10布局完成

10.5布线

10.5.1布线准备

10.5.2几种布线方式

10.5.3布线完成

10.6定义分割/混合平面层

10.6.1选择网络并指定不同的显示颜色

10.6.2设置各层的显示颜色和平面层的属性

10.6.3定义平面层区域

10.6.4定义平面层的分隔

10.6.5灌注平面层

10.6.6初步完成pcb设计

10.7本章小结

第11章hyperlynx--信号完整性及emc分析

11.1hyperlynx软件

11.2linesim--布线前仿真

11.2.1利用linesim进行反射分析

11.2.2利用linesim进行emc

11.2.3传输线损耗仿真

11.2.4利用linesim进行串扰分析

11.3boardsim--布线后分析

11.3.1生成boardsim电路板

11.3.2boardsim的批处理板级分析

11.3.3boardsim的交互式仿真

11.3.4boardsim端接向导

11.3.5boardsim串扰分析

11.4本章小结

第12章实例--基于信号完整性分析的高速数据采集系统的设计

12.1系统组成

12.1.1ad9430芯片简介

12.1.2cpld芯片简介

12.1.3usb2.0设备控制芯片--cy7c68013

12.1.4sdram

12.2基于信号完整性的系统设计过程

12.2.1原理图的信号完整性设计

12.2.2pcb的信号完整性设计

12.3设计验证

12.3.1差分时钟网络仿真

12.3.2数据通道仿真

12.4本章小结

附录a常用导体材料的特性参数

附录b常用介质材料的特性参数

附录c变化表

附录d国际单位的前缀

附录e电磁兼容常用术语

附录f我国的电磁兼容标准

参考文献

·收起全部<<

高速电路具有的许多特点，给PCB设计带来了电磁兼容、信号完整性、电源完整性等问题，《高速电路PCB设计与EMC技术分析(第2版)》基于常用的PCB设计软件的应用，详细介绍了组成该系统的各个技术模块的性能特点与连接技术。

《高速电路PCB设计与EMC技术分析(第2版)》从高速电路的特点出发，分析高速电路与低速电路的区别，进而概括出高速电路所面临的三大问题:电磁兼容、信号完整性和电源完整性。并对这些问题的来龙去脉及其危害做了详细的分析;最后，通过具体的实例将这些问题的解决方法贯穿到高速电路PCB设计的全过程之中。

《高速电路PCB设计与EMC技术分析(第2版)》理论体系完整、内容翔实、语言通俗易懂，实例具有很强的针对性和实用性，既可作为电子信息类专业的本科或专科教材，也可供从事高速电路工程与应用工作的科技人员参考。

第一篇基础篇

第1章高速电路PCB概述

1.1高速信号

1.1.1高速的界定

1.1.2高速信号的频谱

1.1.3高速电路与射频电路的区别

1.2无源器件的射频特性

1.2.1金属导线和走线

1.2.2电阻

1.2.3电容

1.2.4电感和磁珠

1.3PCB基础概念

1.4高速电路设计面临的问题

1.4.1电磁兼容性

1.4.2信号完整性

1.4.3电源完整性

第2章高速电路电磁兼容

2.1电磁兼容的基本原理

2.1.1电磁兼容概述

2.1.2电磁兼容标准

2.1.3电磁兼容设计的工程方法

2.2电磁干扰

2.2.1电磁干扰概述

2.2.2电磁干扰的组成要素

2.3地线干扰与接地技术

2.3.1接地的基础知识

2.3.2接地带来的电磁兼容问题

2.3.3各种实用接地方法

2.3.4接地技术概要

2.4干扰滤波技术

2.4.1共模和差模电流

2.4.2干扰滤波电容

2.4.3滤波器的安装

2.5电磁屏蔽技术

2.5.1电磁屏蔽基础知识

2.5.2磁场的屏蔽

2.5.3电磁密封衬垫

2.5.4截止波导管

2.6PCB的电磁兼容噪声

2.6.1PCB线路上的噪声

2.6.2PCB的辐射

2.6.3PCB的元器件

2.7本章小结

第3章高速电路信号完整性

3.1信号完整性的基础

3.1.1信号完整性问题

3.1.2高速电路信号完整性问题的分析工具

3.2传输线原理

3.2.1PCB中的传输线结构

3.2.2传输线参数

3.2.3传输线模型

3.3时序分析

3.3.1传播速度

3.3.2时序参数

3.3.3时序设计目标和应用举例

3.4反射

3.4.1瞬态阻抗及反射

3.4.2反弹

3.4.3上升沿对反射的影响

3.4.4电抗性负载反射

3.5串扰

3.5.1串扰现象

3.5.2容性耦合和感性耦合

3.5.3串扰的模型描述

3.5.4串扰噪声分析

3.5.5互连参数变化对串扰的影响

3.6本章小结

第4章高速电路电源完整性

4.1电源完整性问题概述

4.1.1芯片内部开关噪声

4.1.2芯片外部开关噪声

4.1.3减小同步开关噪声的其他措施

4.1.4同步开关噪声总结

4.2电源分配网络系统设计

4.2.1PCB电源分配系统

4.2.2电源模块的模型

4.2.3去耦电容的模型

4.2.4电源/地平面对的模型

4.3本章小结

第5章去耦和旁路

5.1去耦和旁路特性

5.2去耦和旁路电路属性参数

5.2.1能量储存

5.2.2阻抗

5.2.3谐振

5.2.4其他特性

5.3电源层和接地层电容

5.4电容选择举例

5.4.1去耦电容的选择

5.4.2大电容的选择

5.4.3选择电容的其他考虑因素

5.5集成芯片内电容

5.6本章小结

第6章高速电路PCB的布局和布线

6.1走线与信号回路

6.1.1PCB的走线结构

6.1.2网络、传输线、信号路径和走线

6.1.3"地"、返回路径、镜像层和磁通最小化

6.2返回路径

6.2.1返回电流的分布

6.2.2不理想的参考平面

6.2.3参考平面的切换

6.2.4地弹

6.3高速PCB的叠层设计

6.3.1多层板叠层设计原则

6.3.2尽量使用多层电路板

6.3.36层板叠层配置实例

6.4高速PCB的分区

6.4.1高速PCB的功能分割

6.4.2混合信号PCB的分区设计

6.5高速PCB的元件布局

6.5.1布线拓扑和端接技术

6.5.2如何选择端接方式

6.5.3端接的仿真分析

6.6高速PCB布线策略和技巧

6.6.1过孔的使用

6.6.2调整走线长度

6.6.3拐角走线

6.6.4差分对走线

6.6.5走线的3?W原则

6.7本章小结

第二篇应用篇

第7章现代高速PCB设计方法及EDA

7.1现代高速PCB设计方法

7.1.1传统的PCB设计方法

7.1.2基于信号完整性分析的PCB设计方法

7.2高速互连仿真模型

7.2.1SPICE模型

7.2.2IBIS模型

7.2.3Verilog-AMS/VHDL-AMS模型

7.2.4三种模型的比较

7.2.5传输线模型

7.3常用PCB设计软件

7.3.1Protel

7.3.2OrCAD

7.3.3ZUKENCR

7.3.4CadenceAllegro系统互连设计平台

7.3.5MentorGraphicsPADS

7.4本章小结

第8章PowerLogic&PowerPCB--高速电路设计

8.1PADS软件套装

8.2PowerLogic--原理图设计

8.2.1PowerLogic的用户界面

8.2.2建立一个新的设计

8.2.3环境参数设置

8.2.4添加、删除和复制元件

8.2.5PADS元件库与新元件的创建

8.2.6建立和编辑连线

8.2.7在PowerLogic下的叠层设置

8.2.8在PowerLogic下定义设计规则

8.2.9输出网表到PCB

8.3PowerPCB--版图设计

8.3.1PowerPCB的用户界面

8.3.2设计准备

8.3.3单位设置

8.3.4建立板边框

8.3.5设置禁布区

8.3.6输入网表

8.3.7叠层设计

8.3.8定义设计规则

8.3.9颜色设置

8.4元件布局

8.4.1准备

8.4.2散开元器件

8.4.3设置网络的颜色和可见性

8.4.4建立元件组合

8.4.5原理图驱动布局

8.4.6放置连接器

8.4.7顺序放置电阻

8.4.8使用查找(Find)命令放置元件

8.4.9极坐标方式放置(RadialPlacement)元件

8.4.10布局完成

8.5布线

8.5.1布线准备

8.5.2几种布线方式

8.5.3布线完成

8.6定义分割/混合平面层

8.6.1选择网络并指定不同的显示颜色

8.6.2设置各层的显示颜色和平面层的属性

8.6.3定义平面层区域

8.6.4定义平面层的分隔

8.6.5灌注平面层

8.6.6初步完成PCB设计

8.7本章小结

第9章HyperLynx--信号完整性及EMC分析

9.1HyperLynx软件

9.2LineSim--布线前仿真

9.2.1利用LineSim进行反射分析

9.2.2利用LineSim进行EMC/EMI分析

9.2.3传输线损耗仿真

9.2.4利用LineSim进行串扰分析

9.3BoardSim--布线后分析

9.3.1生成BoardSim电路板

9.3.2BoardSim的批处理板级分析

9.3.3BoardSim的交互式仿真

9.3.4BoardSim端接向导

9.3.5BoardSim串扰分析

9.4本章小结

第10章实例--基于信号完整性分析的高速数据采集系统的设计

10.1系统组成

10.1.1AD9430芯片简介

10.1.2CPLD芯片简介

10.1.3USB2.0设备控制芯片--CY7C

10.1.4SDRAM

10.2基于信号完整性的系统设计过程

10.2.1原理图的信号完整性设计

10.2.2PCB的信号完整性设计

10.3设计验证

10.3.1差分时钟网络仿真

10.3.2数据通道仿真

10.4本章小结

附录A常用导体材料的特性参数

附录B常用介质材料的特性参数

附录C变化表

附录D国际单位的前缀

参考文献

本书理论体系完整、内容翔实、语言通俗易懂，实例具有很强的针对性和实用性，既适用于电子信息类专业的本科或专科教材，也可供从事高速电路工程与应用工作的科技人员参考。