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標題: 信號完整性基礎知識 [打印本頁]
作者: coolfire    時間: 2021-6-5 00:41
標題: 信號完整性基礎知識

目錄
第 1 章 高速數字系統設計的信號完整性分析導論..................................................................... 7
1.1. 基本概念........................................................................................................................... 7
1.2. 理想的數字信號波形........................................................................................................ 7
理想的 TTL 數字信號波形..................................................................................................... 7
1.2.2. 理想的 CMOS 數字信號波形................................................................................... 7
1.2.3. 理想的 ECL 數字信號波形....................................................................................... 8
1.3. 數字信號的畸變(或信號不完整)...................................................................................... 8
1.3.1. 地線電阻的電壓降的影響——地電平(0 電平)直流引起的低電平提高.................. 8
1.3.2. 信號線電阻的電壓降的影響.................................................................................... 8
1.3.3. 電源線電阻的電壓降的影響.................................................................................. 10
1.3.4. 轉換噪聲 ................................................................................................................ 11
串擾噪聲.............................................................................................................................. 11
1.3.6. 反射噪聲 ................................................................................................................ 12
1.3.7. 邊沿畸變 ................................................................................................................ 12
1.4. 研究的目的..................................................................................................................... 13
1.4.1. 降低產品成本（略） ............................................................................................. 13
1.4.2. 縮短研發周期，降低開發成本（略）................................................................... 13
1.4.3. 提高產品性能（略） ............................................................................................. 13
1.4.4. 提高產品可靠性..................................................................................................... 13
1.5. 研究領域......................................................................................................................... 14
1.5.1. 各種電路工作原理（略）...................................................................................... 14
1.5.2. 各種電路噪聲容限（略）...................................................................................... 14
1.5.3. 各種電路在系統中的噪聲（略）........................................................................... 14
1.5.4. 系統各部件的頻率特性（略） .............................................................................. 14
1.5.5. 信號傳輸（略）..................................................................................................... 14
1.5.6. 信號延遲（略）..................................................................................................... 14
1.5.7. PCB 結構設計（略）.............................................................................................. 14
1.5.8. 電源分配設計（略） ............................................................................................. 14
1.5.9. 地、電源濾波（略） ............................................................................................. 14
1.5.10. 熱設計（略）....................................................................................................... 14
1.6. 研究手段......................................................................................................................... 14
1.6.1. 物理實驗驗證（略） ............................................................................................. 14
1.6.2. 數學模型計算（略） ............................................................................................. 14
1.6.3. 軟件模擬分析（略） ............................................................................................. 14
1.6.4. 經驗規則估計......................................................................................................... 14
第 2 章 數字電路工作原理......................................................................................................... 15
2.1. 數字電路分類................................................................................................................. 15
2.1.1. GaAs(砷化鉀)速度快,但功耗大,制作原料劇毒,未成熟使用； ............................... 15
2.1.2. 硅：使用極為廣泛，處于不斷發展中；............................................................... 15
2.2. 基本結構和特點............................................................................................................. 17
TTL....................................................................................................................................... 17
信號完整性基礎知識
5 ZTE 中興
2.2.2. CMOS 速度接近于 TTL，功耗小，單元尺寸小，適合于大規模集成................... 17
2.2.3. LVDS：低電壓數字系統 ......................................................................................... 17
2.2.4. ECL（PECL）......................................................................................................... 18
2.3. 電路特性......................................................................................................................... 19
2.3.1. 轉換特性 ................................................................................................................ 19
2.3.2. V/I 特性:電壓與電流之間的關系特性曲線............................................................. 20
2.3.3. 熱特性及壽命......................................................................................................... 23
2.3.4. 直流噪聲容限 NMDC................................................................................................ 24
2.3.5. 交流噪聲容限 NMAC ............................................................................................. 24
2.4. 電路互連......................................................................................................................... 25
2.4.1. 工作電壓：器件工作時，施加于器件電源腳上的電壓 ........................................ 25
2.4.2. 邏輯電平范圍......................................................................................................... 25
2.4.3. 噪聲（N）.............................................................................................................. 25
2.5. 電路選型基本原則 ......................................................................................................... 27
2.5.1. 采用標準器件......................................................................................................... 27
2.5.2. 夠用原則，不追求高性能...................................................................................... 27
2.5.3. 盡可以減少品種和類型。...................................................................................... 27
第 3 章 傳輸線理論..................................................................................................................... 28
3.1. 基本概念......................................................................................................................... 28
3.2. 傳輸線基本特性: ............................................................................................................ 29
3.2.1. 傳輸線特性阻抗..................................................................................................... 30
3.2.2. 傳輸線的時間延遲 ................................................................................................. 32
3.3. 傳輸線的分類................................................................................................................. 33
3.3.1. 非平衡式傳輸線..................................................................................................... 33
3.3.2. 平衡式傳輸線......................................................................................................... 33
3.4. 常用傳輸線..................................................................................................................... 35
3.4.1. 圓導線.................................................................................................................... 35
3.4.2. 微帶線.................................................................................................................... 36
3.4.3. 帶狀線.................................................................................................................... 36
3.5. 反射和匹配..................................................................................................................... 37
3.5.1. 反射系數 ................................................................................................................ 37
3.5.2. 反射的計算：......................................................................................................... 38
3.5.3. 傳輸線的臨界長度 ................................................................................................. 41
3.5.4. 終端的匹配和端接 ................................................................................................. 41
3.6. 串擾：串擾模型圖如下.................................................................................................. 43
3.7. 負載效應......................................................................................................................... 44
3.7.1. 直流負載和交流負載 ............................................................................................. 44
3.7.2. 最小間隔 ................................................................................................................ 44
3.7.3. 集中負載 ................................................................................................................ 45
3.7.4. 分布負載 ................................................................................................................ 45
徑向負載.............................................................................................................................. 45
3.8. 負載驅動方式................................................................................................................. 45
3.8.1. 點對點.................................................................................................................... 45
串推..................................................................................................................................... 45
信號完整性基礎知識
ZTE 中興 6
3.8.3. 星型........................................................................................................................ 46
扇型..................................................................................................................................... 46
3.9. 傳輸線損耗和信號質量.................................................................................................. 46
3.9.1. 集膚效應 ................................................................................................................ 46
3.9.2. 鄰近效應 ................................................................................................................ 46
3.9.3. 輻射損耗 ................................................................................................................ 47
3.9.4. 介質損耗 ................................................................................................................ 47
第 4 章 直流電源分布系統設計.................................................................................................. 48
4.1. 基本概念......................................................................................................................... 48
4.1.1. 電源分布系統......................................................................................................... 48
4.1.2. 平面........................................................................................................................ 48
4.1.3. 平面（Plane）為電流回路提供最低阻抗回路 ...................................................... 48
4.2. 設計目標......................................................................................................................... 48
4.2.1. 為數字信號提供穩定的電壓參考；....................................................................... 48
4.2.2. 為邏輯電路提供低阻抗的接地連接；................................................................... 48
4.2.3. 為邏輯電路提供低阻抗的電源連接；................................................................... 48
4.2.4. 為電源和地提供低交流阻抗的通路；................................................................... 48
4.2.5. 為數字邏輯電路工作提供電源 .............................................................................. 49
4.3. 一般設計規則................................................................................................................. 50
4.4. 多層板的疊層結構 ......................................................................................................... 50
4.4.1. 疊層結構的設計主要考慮以下因素....................................................................... 50
4.4.2. 在高速數字設計中的一般規則是........................................................................... 51
4.5. 電流回路......................................................................................................................... 52
4.5.1. 基本概念 ................................................................................................................ 52
4.5.2. 環路面積 ................................................................................................................ 52
4.5.3. 參考平面的開槽..................................................................................................... 53
4.5.4. 連接器的隔離盤..................................................................................................... 53
4.6. 去耦電容極其應用 ......................................................................................................... 54
4.6.1. 去耦電容 ................................................................................................................ 54
4.6.2. 低頻大容量去耦電容（BULK）............................................................................ 55
4.6.3. 高頻去耦電容......................................................................................................... 56
4.6.4. 多層片式陶瓷電容的材料選擇 .............................................................................. 58
4.6.5. 表面貼裝電容的布局和布線.................................................................................. 58
4.6.6. 多層印制板中的平面電容...................................................................................... 59
4.6.7. 埋入式電容............................................................................................................. 59
4.7. 噪聲抑制......................................................................................................................... 61
4.7.1. 系統電源變化......................................................................................................... 61
4.7.2. 系統電源的電位差 ................................................................................................. 61
4.7.3. 系統邏輯地的電位差 ............................................................................................. 61
4.7.4. 地電平抖動............................................................................................................. 61

信號完整性基礎知識.pdf (592.61 KB, 售價: 1 E幣)

作者: 雙贊工控    時間: 2021-7-12 17:01
很不錯，學習了



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