Advanced Signal Integrity for High-Speed Digital Designs pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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☆☆☆☆☆

出版者:Wiley-Blackwell

作者:Stephen H. Hall

出品人:

页数:680

译者:

出版时间:2009-4-3

价格:GBP 130.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780470192351

丛书系列:

图书标签:

signal
integrity
SI
专业书
信号完整性
高速数字电路
PCB设计
电磁兼容性
时序分析
电源完整性
仿真
高速接口
阻抗控制
信号反射

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具体描述

A synergistic approach to signal integrity for high-speed digital design This book is designed to provide contemporary readers with an understanding of the emerging high-speed signal integrity issues that are creating roadblocks in digital design. Written by the foremost experts on the subject, it leverages concepts and techniques from non-related fields such as applied physics and microwave engineering and applies them to high-speed digital design—creating the optimal combination between theory and practical applications. Following an introduction to the importance of signal integrity, chapter coverage includes: Electromagnetic fundamentals for signal integrity Transmission line fundamentals Crosstalk Non-ideal conductor models, including surface roughness and frequency-dependent inductance Frequency-dependent properties of dielectrics Differential signaling Mathematical requirements of physical channels S-parameters for digital engineers Non-ideal return paths and via resonance I/O circuits and models Equalization Modeling and budgeting of timing jitter and noise System analysis using response surface modeling Each chapter includes many figures and numerous examples to help readers relate the concepts to everyday design and concludes with problems for readers to test their understanding of the material. Advanced Signal Integrity for High-Speed Digital Designs is suitable as a textbook for graduate-level courses on signal integrity, for programs taught in industry for professional engineers, and as a reference for the high-speed digital designer.

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高级信号完整性技术

电子系统中的电磁兼容性与可靠性设计书籍名称：电子系统中的电磁兼容性与可靠性设计作者：[此处填写作者姓名，例如：张伟教授, 李明工程师] 出版社：[此处填写出版社名称，例如：机械工业出版社] --- 内容简介随着现代电子设备处理速度的不断提升和系统复杂度的几何级增长，确保电子系统在严苛的电磁环境中稳定、可靠地运行，已成为硬件设计领域中至关重要的挑战。本书《电子系统中的电磁兼容性与可靠性设计》旨在为电子工程师、系统架构师以及电磁兼容性（EMC/EMI）和信号完整性（SI）专业人员提供一套全面、深入且极具实践指导意义的知识体系。本书聚焦于如何从系统层面和PCB布局层面，系统性地解决电磁干扰（EMI）的产生、耦合与辐射问题，并结合机械和环境因素，确保电子产品在整个生命周期内的长期可靠性。本书结构清晰，从基础的电磁理论出发，逐步深入到复杂的系统级EMC设计策略和环境适应性分析。全书内容紧密围绕“设计先行，预防为主”的原则，强调在产品开发初期就将EMC和可靠性要求纳入设计流程，而非依赖后期的昂贵整改。第一部分：电磁兼容性基础与理论框架本部分为后续高级应用的理论基石。我们首先回顾了必要的电磁场理论，重点阐述了麦克斯韦方程组在高速电路和PCB结构中的简化应用，特别是针对瞬态信号和高频信号的场分布特性。电磁干扰的产生机理：详细分析了串扰、电源噪声（SSN/PDN 噪声）、地弹、以及高频开关元件（如GaN/SiC器件）引起的辐射源。我们区分了传导发射（CE）和辐射发射（RE）的物理机制，并引入了“干扰源-耦合路径-受体”的完整分析模型。电磁耦合途径分析：深入探讨了主要的耦合机制，包括容性耦合（近场）、感性耦合（变压器/环路耦合）和传输线耦合。特别对不同布局（如并行的走线、不同层间的耦合）下的耦合系数计算提供了详尽的解析和仿真验证方法。电磁标准与测试环境：概述了国际和区域性的主要EMC标准（如CISPR、FCC、CE等），并详细解释了测试方法学，如三米法、十米法，以及恢复性骚扰测试（Radiated Susceptibility, RS）的关键参数要求。第二部分：系统级EMC设计与架构优化本部分将理论应用于实际的系统架构设计，关注如何通过合理的系统分区和接口设计来最大程度地抑制EMI。系统分割与屏蔽设计：提出了基于“功能区划分”的系统EMC架构设计方法。详细论述了不同敏感度区域（如射频、高速数字、低速模拟）的隔离策略，包括使用隔离地、虚拟地以及合理的机箱结构设计。机箱与外壳的屏蔽效能（SE）：深入分析了金属机箱和导电涂层在抑制辐射方面的作用。讲解了法拉第笼效应的工作原理，并重点讨论了屏蔽接缝、通风孔径对屏蔽效能的影响，提供了基于穿孔和缝隙的衰减计算模型。 I/O接口的保护与滤波：针对外部接口（如USB、以太网、电源输入）的瞬态保护和EMI抑制策略。详细分析了TVS二极管、共模扼流圈（CMC）和滤波网络的选择、放置位置和阻抗匹配，确保接口既能满足快速瞬态响应（如ESD）要求，又不会引入高频信号失真。第三部分：PCB层面的EMC优化与信号完整性协同本部分聚焦于PCB布局层面，这是EMC设计中实现精细控制的关键环节。本书强调EMC与信号完整性（SI）的紧密关联性，许多SI设计不良（如阻抗不匹配、反射）正是EMI的潜在源头。电源完整性（PDN）与地弹管理：详细阐述了去耦电容的优化选型、布局和等效电路模型。介绍了去耦电容网络的设计法则，以确保在不同频率范围内对电源平面阻抗进行有效控制。深入分析了高速开关活动导致的瞬态电流环路及其对地平面完整性的影响。回流路径的优化：这是EMC设计的核心。本书详细分析了不连续回流路径（Return Current Path Discontinuities）如何产生大的辐射环路。提供了“信号走线与参考平面紧密耦合”的设计规范，并针对跨越分割线的信号走线提供了具体的修正技术（如添加虚拟地过孔、使用双参考平面等）。走线耦合抑制：针对关键信号线，提供了串扰最小化的布局规则，包括线间距与线宽比（Spacing-to-Height Ratio）的工程应用。对于高速差分信号对，重点分析了共模抑制与差模阻抗的平衡设计。第四部分：环境适应性与长期可靠性设计本部分超越了纯粹的电磁学范畴，将EMC问题置于更广阔的电子产品可靠性框架内进行考量。热-电-机（Thermo-Electro-Mechanical）协同分析：探讨了温度变化对材料特性（如介电常数、电阻率）的影响，进而如何影响系统的阻抗特性和EMC性能。讨论了应力与疲劳对PCB和连接器可靠性的长期影响。高加速寿命测试（HALT）与应力筛选（HASS）：介绍了如何利用这些严苛的环境测试来暴露设计中的潜在弱点，特别是那些可能在正常使用中诱发EMC失效的微妙耦合问题。可靠性设计指导原则：提供了从元器件选型到装配工艺的全流程可靠性考量清单，包括元器件的批次一致性、焊接质量对高频性能的影响，以及如何设计出能够耐受运输振动、温湿度循环的鲁棒系统。本书通过大量的实际案例分析、工程图示和量化指标，帮助读者理解“为什么”和“如何做”。它不仅仅是一本理论参考书，更是一本指导工程师在项目初期做出正确设计决策的实用手册。掌握本书内容，将能显著提高电子产品首次通过EMC测试的概率，缩短产品上市时间，并确保产品在各种严苛应用环境下的长期稳定运行。

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

我非常欣赏这本书在理论结合实践方面的平衡。它不是一本纯粹的理论书籍，也不是一本简单的“cookbook”。在介绍完相关的物理原理后，书中会紧接着给出具体的工程实践建议和设计指南。比如，在讨论串扰（crosstalk）时，它会详细分析相邻走线之间的耦合机理，并提供诸如增加间距、改变布线方向、使用地线屏蔽等多种有效的抑制策略。书中还分享了许多通过实际测量和仿真来验证设计的方法，这让我能够更好地将学到的知识应用于我正在进行的项目中。我尤其喜欢书中关于连接器和电缆的影响的章节，这些常常是高速设计中容易被忽视但又至关重要的环节。

评分☆☆☆☆☆

对于任何希望在高速数字设计领域有所建树的工程师而言，这本书无疑是一份宝贵的财富。它不仅仅是关于“做什么”，更是关于“为什么这么做”。我特别赞赏作者在阐述复杂的概念时，始终保持着清晰的逻辑和严谨的论证。书中对于不同材料、不同工艺对信号传输特性的影响进行了细致的分析，这对于我选择合适的PCB材料和制造工艺起到了重要的指导作用。此外，书中还提及了一些关于电磁兼容性（EMC）方面的内容，并将其与信号完整性联系起来，这让我意识到这两者之间密不可分的联系。总而言之，这是一本值得反复研读、并且能在不同设计阶段都能提供帮助的参考书。

评分☆☆☆☆☆

我最近入手了一本关于高速数字设计信号完整性的著作，虽然我还没有完全啃完，但仅凭目前的阅读进度，已经能感受到它在理论深度和实践指导上的独特之处。这本书并没有止步于对基础概念的简单罗列，而是深入剖析了许多在实际高速电路设计中常常被忽视却又至关重要的细节。例如，它对阻抗匹配的讲解，不仅仅停留在“要匹配”这个层面，而是详细探讨了不同类型的传输线、连接器、过孔等对阻抗的影响，以及如何通过精确的仿真和计算来达到最佳匹配。书中还花了相当大的篇幅来讲解电源完整性（Power Integrity），这一点对于我这样的初学者来说尤为宝贵，因为以往很多资料往往将信号完整性和电源完整性割裂开来讨论。这本书清晰地阐释了电源噪声如何直接影响信号的质量，并提供了一系列降低电源噪声的有效手段，比如去耦电容的选择和布局、VRM的设计考量等等。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，这本书的某些章节确实对阅读者提出了较高的数学和物理学背景要求，这让我既感到挑战，又体会到了其内容的扎实。比如，在讨论多层板信号传输时，书中引入了一些关于场论的描述，虽然一开始有些晦涩，但经过一番对照相关资料和反复琢磨，我逐渐理解了这些理论是如何支撑起实际设计中的各种现象的。书中对于“眼图”的解读部分尤其令我印象深刻，它不仅仅是展示了一个波形，而是通过分析眼图的开度和抖动，揭示了信号链中各个环节的问题所在。更难能可贵的是，作者并没有回避那些复杂的公式和推导，而是力求将复杂的物理模型以一种相对易于理解的方式呈现出来，尽管这需要读者投入足够的时间和精力去消化。

评分☆☆☆☆☆

这本书为我打开了一个全新的视角来审视高速数字设计。在阅读之前，我可能更多地关注逻辑功能和时序，但现在我深刻认识到，信号在传输过程中的物理特性才是决定系统稳定性和性能的关键。书中关于嵌入式工程师在PCB布线时经常会遇到的各种“怪象”的解释，例如为什么有时候换一个电容就能解决问题，或者为什么某些走线即使理论上满足长度要求但仍然存在问题，都得到了非常清晰的阐释。它教会我如何更早地在设计流程中就开始考虑信号完整性问题，而不是等到仿真或样板测试出现问题时才去补救。

评分☆☆☆☆☆

信号完整性方向2大编程指南书之一. 基于这本书，写了fir-tap-cal(ZF.MMSE).worst_pattern-gen.rsm analysis. 后面的几个大章基本每一个点都有写代码验证推荐配合TAMU的课程一起学习。

评分☆☆☆☆☆