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信號完整性終稿.rar

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信號完整性基礎知識 張士賢編寫 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 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 34 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 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 51 4.4.1. 疊層結構的設計主要考慮以下因素 51 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 53 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 ------

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