現(xiàn)代的電子設(shè)計和芯片制造技術(shù)正在飛速發(fā)展，電子產(chǎn)品的復(fù)雜度、時鐘和總線頻率等等都呈快速上升趨勢，但系統(tǒng)的電壓卻不斷在減小，所有的這一切加上產(chǎn)品投放市場的時間要求給設(shè)計師帶來了前所未有的巨大壓力。要想保證產(chǎn)品的一次性成功就必須能預(yù)見設(shè)計中可能出現(xiàn)的各種問題，并及時給出合理的解決方案，對于高速的數(shù)字電路來說，最令人頭大的莫過于如何確保瞬時跳變的數(shù)字信號通過較長的一段傳輸線，還能完整地被接收，并保證良好的電磁兼容性，這就是目前頗受關(guān)注的信號完整性（SI）問題。本章就是圍繞信號完整性的問題，讓大家對高速電路有個基本的認(rèn)識，并介紹一些相關(guān)的基本概念。 第一章 高速數(shù)字電路概述.....................................................................................51.1 何為高速電路...............................................................................................51.2 高速帶來的問題及設(shè)計流程剖析...............................................................61.3 相關(guān)的一些基本概念...................................................................................8第二章 傳輸線理論...............................................................................................122.1 分布式系統(tǒng)和集總電路.............................................................................122.2 傳輸線的RLCG 模型和電報方程...............................................................132.3 傳輸線的特征阻抗.....................................................................................142.3.1 特性阻抗的本質(zhì).................................................................................142.3.2 特征阻抗相關(guān)計算.............................................................................152.3.3 特性阻抗對信號完整性的影響.........................................................172.4 傳輸線電報方程及推導(dǎo).............................................................................182.5 趨膚效應(yīng)和集束效應(yīng).................................................................................232.6 信號的反射.................................................................................................252.6.1 反射機理和電報方程.........................................................................252.6.2 反射導(dǎo)致信號的失真問題.................................................................302.6.2.1 過沖和下沖.....................................................................................302.6.2.2 振蕩：.............................................................................................312.6.3 反射的抑制和匹配.............................................................................342.6.3.1 串行匹配.........................................................................................352.6.3.1 并行匹配.........................................................................................362.6.3.3 差分線的匹配.................................................................................392.6.3.4 多負(fù)載的匹配.................................................................................41第三章 串?dāng)_的分析...............................................................................................423.1 串?dāng)_的基本概念.........................................................................................423.2 前向串?dāng)_和后向串?dāng)_.................................................................................433.3 后向串?dāng)_的反射.........................................................................................463.4 后向串?dāng)_的飽和.........................................................................................463.5 共模和差模電流對串?dāng)_的影響.................................................................483.6 連接器的串?dāng)_問題.....................................................................................513.7 串?dāng)_的具體計算.........................................................................................543.8 避免串?dāng)_的措施.........................................................................................57第四章 EMI 抑制....................................................................................................604.1 EMI/EMC 的基本概念..................................................................................604.2 EMI 的產(chǎn)生..................................................................................................614.2.1 電壓瞬變.............................................................................................614.2.2 信號的回流.........................................................................................624.2.3 共模和差摸EMI ..................................................................................634.3 EMI 的控制..................................................................................................654.3.1 屏蔽.....................................................................................................654.3.1.1 電場屏蔽.........................................................................................654.3.1.2 磁場屏蔽.........................................................................................674.3.1.3 電磁場屏蔽.....................................................................................674.3.1.4 電磁屏蔽體和屏蔽效率.................................................................684.3.2 濾波.....................................................................................................714.3.2.1 去耦電容.........................................................................................714.3.2.3 磁性元件.........................................................................................734.3.3 接地.....................................................................................................744.4 PCB 設(shè)計中的EMI.......................................................................................754.4.1 傳輸線RLC 參數(shù)和EMI ........................................................................764.4.2 疊層設(shè)計抑制EMI ..............................................................................774.4.3 電容和接地過孔對回流的作用.........................................................784.4.4 布局和走線規(guī)則.................................................................................79第五章 電源完整性理論基礎(chǔ)...............................................................................825.1 電源噪聲的起因及危害.............................................................................825.2 電源阻抗設(shè)計.............................................................................................855.3 同步開關(guān)噪聲分析.....................................................................................875.3.1 芯片內(nèi)部開關(guān)噪聲.............................................................................885.3.2 芯片外部開關(guān)噪聲.............................................................................895.3.3 等效電感衡量SSN ..............................................................................905.4 旁路電容的特性和應(yīng)用.............................................................................925.4.1 電容的頻率特性.................................................................................935.4.3 電容的介質(zhì)和封裝影響.....................................................................955.4.3 電容并聯(lián)特性及反諧振.....................................................................955.4.4 如何選擇電容.....................................................................................975.4.5 電容的擺放及Layout ........................................................................99第六章 系統(tǒng)時序.................................................................................................1006.1 普通時序系統(tǒng)...........................................................................................1006.1.1 時序參數(shù)的確定...............................................................................1016.1.2 時序約束條件...................................................................................1066.2 源同步時序系統(tǒng).......................................................................................1086.2.1 源同步系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)...................................................................1096.2.2 源同步時序要求...............................................................................110第七章 IBIS 模型................................................................................................1137.1 IBIS 模型的由來...................................................................................... 1137.2 IBIS 與SPICE 的比較.............................................................................. 1137.3 IBIS 模型的構(gòu)成...................................................................................... 1157.4 建立IBIS 模型......................................................................................... 1187.4 使用IBIS 模型......................................................................................... 1197.5 IBIS 相關(guān)工具及鏈接..............................................................................120第八章 高速設(shè)計理論在實際中的運用.............................................................1228.1 疊層設(shè)計方案...........................................................................................1228.2 過孔對信號傳輸?shù)挠绊?..........................................................................1278.3 一般布局規(guī)則...........................................................................................1298.4 接地技術(shù)...................................................................................................1308.5 PCB 走線策略............................................................................................134
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第一部分 信號完整性知識基礎(chǔ).................................................................................5第一章 高速數(shù)字電路概述.....................................................................................51.1 何為高速電路...............................................................................................51.2 高速帶來的問題及設(shè)計流程剖析...............................................................61.3 相關(guān)的一些基本概念...................................................................................8第二章 傳輸線理論...............................................................................................122.1 分布式系統(tǒng)和集總電路.............................................................................122.2 傳輸線的RLCG 模型和電報方程...............................................................132.3 傳輸線的特征阻抗.....................................................................................142.3.1 特性阻抗的本質(zhì).................................................................................142.3.2 特征阻抗相關(guān)計算.............................................................................152.3.3 特性阻抗對信號完整性的影響.........................................................172.4 傳輸線電報方程及推導(dǎo).............................................................................182.5 趨膚效應(yīng)和集束效應(yīng).................................................................................232.6 信號的反射.................................................................................................252.6.1 反射機理和電報方程.........................................................................252.6.2 反射導(dǎo)致信號的失真問題.................................................................302.6.2.1 過沖和下沖.....................................................................................302.6.2.2 振蕩：.............................................................................................312.6.3 反射的抑制和匹配.............................................................................342.6.3.1 串行匹配.........................................................................................352.6.3.1 并行匹配.........................................................................................362.6.3.3 差分線的匹配.................................................................................392.6.3.4 多負(fù)載的匹配.................................................................................41第三章 串?dāng)_的分析...............................................................................................423.1 串?dāng)_的基本概念.........................................................................................423.2 前向串?dāng)_和后向串?dāng)_.................................................................................433.3 后向串?dāng)_的反射.........................................................................................463.4 后向串?dāng)_的飽和.........................................................................................463.5 共模和差模電流對串?dāng)_的影響.................................................................483.6 連接器的串?dāng)_問題.....................................................................................513.7 串?dāng)_的具體計算.........................................................................................543.8 避免串?dāng)_的措施.........................................................................................57第四章 EMI 抑制....................................................................................................604.1 EMI/EMC 的基本概念..................................................................................604.2 EMI 的產(chǎn)生..................................................................................................614.2.1 電壓瞬變.............................................................................................614.2.2 信號的回流.........................................................................................624.2.3 共模和差摸EMI ..................................................................................634.3 EMI 的控制..................................................................................................654.3.1 屏蔽.....................................................................................................654.3.1.1 電場屏蔽.........................................................................................654.3.1.2 磁場屏蔽.........................................................................................674.3.1.3 電磁場屏蔽.....................................................................................674.3.1.4 電磁屏蔽體和屏蔽效率.................................................................684.3.2 濾波.....................................................................................................714.3.2.1 去耦電容.........................................................................................714.3.2.3 磁性元件.........................................................................................734.3.3 接地.....................................................................................................744.4 PCB 設(shè)計中的EMI.......................................................................................754.4.1 傳輸線RLC 參數(shù)和EMI ........................................................................764.4.2 疊層設(shè)計抑制EMI ..............................................................................774.4.3 電容和接地過孔對回流的作用.........................................................784.4.4 布局和走線規(guī)則.................................................................................79第五章 電源完整性理論基礎(chǔ)...............................................................................825.1 電源噪聲的起因及危害.............................................................................825.2 電源阻抗設(shè)計.............................................................................................855.3 同步開關(guān)噪聲分析.....................................................................................875.3.1 芯片內(nèi)部開關(guān)噪聲.............................................................................885.3.2 芯片外部開關(guān)噪聲.............................................................................895.3.3 等效電感衡量SSN ..............................................................................905.4 旁路電容的特性和應(yīng)用.............................................................................925.4.1 電容的頻率特性.................................................................................935.4.3 電容的介質(zhì)和封裝影響.....................................................................955.4.3 電容并聯(lián)特性及反諧振.....................................................................955.4.4 如何選擇電容.....................................................................................975.4.5 電容的擺放及Layout ........................................................................99第六章 系統(tǒng)時序.................................................................................................1006.1 普通時序系統(tǒng)...........................................................................................1006.1.1 時序參數(shù)的確定...............................................................................1016.1.2 時序約束條件...................................................................................1063.2 高速設(shè)計的問題.......................................................................................2093.3 SPECCTRAQuest SI Expert 的組件.......................................................2103.3.1 SPECCTRAQuest Model Integrity .................................................2103.3.2 SPECCTRAQuest Floorplanner/Editor .........................................2153.3.3 Constraint Manager .......................................................................2163.3.4 SigXplorer Expert Topology Development Environment .......2233.3.5 SigNoise 仿真子系統(tǒng)......................................................................2253.3.6 EMControl .........................................................................................2303.3.7 SPECCTRA Expert 自動布線器.......................................................2303.4 高速設(shè)計的大致流程...............................................................................2303.4.1 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的探索...............................................................................2313.4.2 空間解決方案的探索.......................................................................2313.4.3 使用拓?fù)淠０弪?qū)動設(shè)計...................................................................2313.4.4 時序驅(qū)動布局...................................................................................2323.4.5 以約束條件驅(qū)動設(shè)計.......................................................................2323.4.6 設(shè)計后分析.......................................................................................233第四章 SPECCTRAQUEST SIGNAL EXPLORER 的進(jìn)階運用..........................................2344.1 SPECCTRAQuest Signal Explorer 的功能包括：................................2344.2 圖形化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)探索...........................................................................2344.3 全面的信號完整性(Signal Integrity)分析.......................................2344.4 完全兼容 IBIS 模型...............................................................................2344.5 PCB 設(shè)計前和設(shè)計的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)提取.......................................................2354.6 仿真設(shè)置顧問...........................................................................................2354.7 改變設(shè)計的管理.......................................................................................2354.8 關(guān)鍵技術(shù)特點...........................................................................................2364.8.1 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)探索...................................................................................2364.8.2 SigWave 波形顯示器........................................................................2364.8.3 集成化的在線分析(Integration and In-process Analysis) .236第五章 部分特殊的運用...............................................................................2375.1 Script 指令的使用..................................................................................2375.2 差分信號的仿真.......................................................................................2435.3 眼圖模式的使用.......................................................................................249第四部分：HYPERLYNX 仿真工具使用指南............................................................251第一章 使用LINESIM 進(jìn)行前仿真.......................................................................2511.1 用LineSim 進(jìn)行仿真工作的基本方法...................................................2511.2 處理信號完整性原理圖的具體問題.......................................................2591.3 在LineSim 中如何對傳輸線進(jìn)行設(shè)置...................................................2601.4 在LineSim 中模擬IC 元件.....................................................................2631.5 在LineSim 中進(jìn)行串?dāng)_仿真...................................................................268第二章 使用BOARDSIM 進(jìn)行后仿真......................................................................2732.1 用BOARDSIM 進(jìn)行后仿真工作的基本方法...................................................2732.2 BoardSim 的進(jìn)一步介紹..........................................................................2922.3 BoardSim 中的串?dāng)_仿真..........................................................................309
標(biāo)簽： PCB 內(nèi)存 仿真技術(shù)
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電路板布局………………………………………42.1 電源和地…………………………………………………………………….42.1.1 感抗……………………………………………………………………42.1.2 兩層板和四層板………………………………………………………42.1.3 單層板和二層板設(shè)計中的微處理器地……………………………….42.1.4 信號返回地……………………………………………………………52.1.5 模擬數(shù)字和高壓…………………………………………………….52.1.6 模擬電源引腳和模擬參考電壓……………………………………….52.1.7 四層板中電源平面因該怎么做和不應(yīng)該怎么做…………………….52.2 兩層板中的電源分配……………………………………………………….62.2.1 單點和多點分配……………………………………………………….62.2.2 星型分配………………………………………………………………62.2.3 格柵化地……………………………………………………………….72.2.4 旁路和鐵氧體磁珠……………………………………………………92.2.5 使噪聲靠近磁珠……………………………………………………..102.3 電路板分區(qū)………………………………112.4 信號線……………………………………………………………………...122.4.1 容性和感性串?dāng)_……………………………………………………...122.4.2 天線因素和長度規(guī)則………………………………………………...122.4.3 串聯(lián)終端傳輸線…………………………………………………..132.4.4 輸入阻抗匹配………………………………………………………...132.5 電纜和接插件……………………………………………………………...132.5.1 差模和共模噪聲……………………………………………………...142.5.2 串?dāng)_模型……………………………………………………………..142.5.3 返回線路數(shù)目……………………………………..142.5.4 對板外信號I/O的建議………………………………………………142.5.5 隔離噪聲和靜電放電ESD ……………………………………….142.6 其他布局問題……………………………………………………………...142.6.1 汽車和用戶應(yīng)用帶鍵盤和顯示器的前端面板印刷電路板………...152.6.2 易感性布局…………………………………………………………...15
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減小電磁干擾的印刷電路板設(shè)計原則 內(nèi) 容 摘要……1 1 背景…1 1.1 射頻源.1 1.2 表面貼裝芯片和通孔元器件.1 1.3 靜態(tài)引腳活動引腳和輸入.1 1.4 基本回路……..2 1.4.1 回路和偶極子的對稱性3 1.5 差模和共模…..3 2 電路板布局…4 2.1 電源和地…….4 2.1.1 感抗……4 2.1.2 兩層板和四層板4 2.1.3 單層板和二層板設(shè)計中的微處理器地.4 2.1.4 信號返回地……5 2.1.5 模擬數(shù)字和高壓…….5 2.1.6 模擬電源引腳和模擬參考電壓.5 2.1.7 四層板中電源平面因該怎么做和不應(yīng)該怎么做…….5 2.2 兩層板中的電源分配.6 2.2.1 單點和多點分配.6 2.2.2 星型分配6 2.2.3 格柵化地.7 2.2.4 旁路和鐵氧體磁珠……9 2.2.5 使噪聲靠近磁珠……..10 2.3 電路板分區(qū)…11 2.4 信號線……...12 2.4.1 容性和感性串?dāng)_……...12 2.4.2 天線因素和長度規(guī)則...12 2.4.3 串聯(lián)終端傳輸線…..13 2.4.4 輸入阻抗匹配...13 2.5 電纜和接插件……...13 2.5.1 差模和共模噪聲……...14 2.5.2 串?dāng)_模型……..14 2.5.3 返回線路數(shù)目..14 2.5.4 對板外信號I/O的建議14 2.5.5 隔離噪聲和靜電放電ESD .14 2.6 其他布局問題……...14 2.6.1 汽車和用戶應(yīng)用帶鍵盤和顯示器的前端面板印刷電路板...15 2.6.2 易感性布局…...15 3 屏蔽..16 3.1 工作原理…...16 3.2 屏蔽接地…...16 3.3 電纜和屏蔽旁路………………..16 4 總結(jié)…………………………………………17 5 參考文獻(xiàn)………………………17
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在越來越多的短時間能量存貯應(yīng)用以及那些需要間歇式高能量脈衝的應(yīng)用中，超級電容器找到了自己的用武之地。電源故障保護(hù)電路便是此類應(yīng)用之一，在該電路中，如果主電源發(fā)生短時間故障，則接入一個後備電源，用於給負(fù)載供電
標(biāo)簽： 電源故障保護(hù) 后備電池 超級電容器
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設(shè)計時需要過一款簡單、低成本的閂鎖電路 (latch circuit) ？圖一顯示的就是這樣一款電路，基本上是一個可控矽整流器(SCR)，結(jié)合了一些離散組件，只需低成本的元件便可以提供電源故障保護(hù)。
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提出了共模插入損耗和差模插入損耗的計算方法,推導(dǎo)了濾波器插入損耗與阻抗關(guān)系的表達(dá)式,并且對這一關(guān)系作了仿真分析,仿真結(jié)果驗證了理論計算和分析的正確性。
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找一塊電源仔細(xì)看一下，在電源部分中，跨接L-N之間的小方塊（單位是μF）電容就是X電容，通常在是電源入口的第一個；同樣，在電源部分的跨接L-PE和N-PE之間的藍(lán)色的安規(guī)電容（單位pF）就是Y電容，通常是成對出現(xiàn)的。 或者你可以形象的看，X電容具有2個輸入端，2個輸出端，很象X；Y電容具有一個輸入端，一個輸出端以及一個公共的大地，很象一個Y 沒有什么概念的，一個在差模回路上，一個在共模回路上，X、Y的名稱純粹是一個稱呼，就象是X和Y軸一樣 X電容主要用于流電源線路中，此時當(dāng)電容失時不致產(chǎn)生線間放電。X電容器的測試條件是：在交流電壓的有效值*1.5的電壓下工作100Hour；再加上1KV的高壓測試。Y電容器在一旦失效會導(dǎo)致放電危險（尤其是對外殼）時是強制使用的。Y類型電容器的測試條件是：在交流電壓的有效值*1.7的電壓下工作100Hour，加上2KV高壓測試。如果電容器用于不接地的II類產(chǎn)品中，則要增加至4KV。
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摘要：在開關(guān)電源中，EMI濾波器對共模和差模傳導(dǎo)噪聲的抑制起著顯著的作用。在研究濾波器原理的基礎(chǔ)上，探討了一種對共模、差模信號進(jìn)行獨立分析，分別建模的方法，最后基于此提出了一種EMI濾波器的設(shè)計程序。關(guān)鍵詞：開關(guān)電源；EMI濾波器；共模；差模
標(biāo)簽： EMI 開關(guān)電源 濾波器原理
上傳時間： 2013-11-15
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摘要:為改善傳統(tǒng)EMI濾波器的濾波性能,分析并采用了合成扼流圈來替代傳統(tǒng)分立扼流圈,并根據(jù)濾波器阻抗失配原理,通過分析LISN網(wǎng)絡(luò)與噪聲源的阻抗特性,分別對共差模等效電路進(jìn)行分析與設(shè)計,提出了基于合成扼流圈的開關(guān)電源EMI濾波器設(shè)計方法。試驗結(jié)果證明,此方法是有效的,并已成功地應(yīng)用在燃料電池轎車用DC/DC變換器的控制電路板設(shè)計中。關(guān)鍵詞:開關(guān)電源;電磁干擾;合成扼流圈;共模電感
標(biāo)簽： EMI 合成 扼流圈 開關(guān)電源
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