信号完整性的简介和细节

无论在系统中的哪个位置,隔离和消除信号完整性故障始终是一项具有挑战性的任务。你需要高带宽省时的解决方案来正确解决高速信号偏差问题,信号完整性测试设备,数字示波器,逻辑分析仪,实时频谱分析仪,时域反射仪解决方案,信号发生器,高保真探头,分析软件。

信号完整性分析的理论研究包括信号完整性的一般讨论,基本上是以数字电路的研究为基础,研究数字电路的模拟特性。主要包括两个方面:信号幅度(电压)和信号时序。

与信号完整性噪声相关的四种噪声源:

1,单网信号质量

2.多个网络之间的串扰

3.电源和接地分配中的轨道崩溃。

4.整个系统的电磁干扰和辐射。

当电路中的信号能够以要求的时序、持续时间和电压幅度到达接收芯片引脚时,电路具有良好的信号完整性。当信号不能正常回波或者信号质量不能使系统长时间稳定工作时,信号完整性问题就出现了。信号完整性主要表现在延迟、反射、串扰、时序、振荡等方面。一般认为,当系统工作在50MHz时,会出现信号完整性的问题,而随着系统和设备频率的上升,信号完整性的问题会越来越突出。元器件和PCB的参数,PCB上元器件的布局,高速信号的布线都会造成信号完整性问题,导致系统运行不稳定,甚至完全无法正常工作。

信号完整性和低功耗是蜂窝电话设计中特别重要的考虑因素。EP谐波吸收装置有助于三次谐波频率轻松通过,并将失真和抖动降低到几乎检测不到的水平。

随着集成电路输出开关速度和PCB密度的提高,信号完整性已成为高速数字PCB设计中必须关注的问题之一。元器件和PCB板的参数,PCB板上元器件的布局,高速信号的布线等因素都会造成信号完整性问题,导致系统运行不稳定甚至完全不工作。如何在PCB板的设计过程中充分考虑信号完整性的因素,并采取有效的控制措施,已经成为当今PCB设计行业的热门话题。

相关图书和图书信息的信号完整性分析

作者:(美)伯格丁

作者简介:Eric Bogatin于1976获得麻省理工学院物理学学士学位,于1980获得亚利桑那大学物理学硕士和博士学位。GigaTest实验室首席技术总监。多年来,他举办了许多信号完整性领域的短期课程,包括基本原理、测量技术和分析工具,培训了4000多名工程师,在信号完整性、互连设计和封装技术领域发表了100多篇技术论文、专栏和专著。

译者李玉山,现任西安电子科技大学教授,国家重点学科“电路与系统”博士生导师,国家电工电子教学基地副主任。

《信号完整性分析》作者从实际专家的角度提出了信号完整性问题的根源,尤其是给出了设计前期问题的解决方案。这是一本对电子行业的设计工程师和产品负责人有实用价值的参考书。其目的是帮助他们提前发现和解决信号完整性问题,也可以作为相关专业本科生和研究生的教学指南。

信号完整性分析全面讨论了信号完整性问题。主要描述了信号完整性和物理设计的介绍,带宽、电感和特性阻抗的本质含义,电阻、电容、电感和阻抗的相关性分析,解决信号完整性问题的四种实用技术手段,物理互连设计对信号完整性的影响,数学推导背后隐藏的解决方案,提高信号完整性的推荐设计准则。与其他大多数同类书籍相比,本书强调直观理解、实用工具和工程实践。以入门级的切入方式,让读者轻松认识到物理互连影响电气性能的本质,从而尽快掌握信号完整性设计技术。

《译者序》一书的作者Eric Bogatin在信号完整性研究、互连设计和工程师培训方面拥有超过20年的经验。在书中,作者以独特的工程视角和入门级的方法揭示了信号完整性问题的根源,帮助读者在电子设计中尽早找到信号完整性问题的解决方案。本书是他在信号完整性领域的代表作,特色鲜明,可读性强。主要读者是电子设计工程师。

目前,电子系统和电路已经进入1 GHz以上的高速高频设计领域。在实现VLSI芯片、PCB和系统设计功能的前提下,具有性能属性的信号完整性问题成为电子设计的瓶颈。国外在理论研究、工程实践、EDA软件方面都有很多成果。

一般人们一提到印刷电路板(PCB)和IC封装设计,往往会想到电路设计、版图设计、CAD工具、热传导、机械工程、可靠性分析。随着现代数字电子系统突破1 GHz的壁垒,无论是PCB板级设计还是ic封装设计都必须考虑信号完整性和电气性能的问题。

任何参与物理设计的人都可能影响产品的性能。所有的设计人员都应该了解设计是如何影响信号完整性的,至少能够与专门研究信号完整性的工程师进行技术交流。

传统的设计方法是根据需求开发一个产品原型,然后进行测试和调试。

引言电子产业的发展受简单的经典定律支配:摩尔定律首先给出了电子产品的这种发展方向——更小、更快、更便宜、研发周期更短。最终用户的要求迫使所有的半导体产品供应商都必须遵守这条法律。

随着支持摩尔定律的光刻和IC制造技术的发展,片上特征的尺寸正在减小。这种减少有两个深远的影响:第一,晶片门的数量在增加,这样在相同成本和尺寸的晶片上可以有更强的功能。第二,当栅极的沟道长度减小时,栅极的开关时间会减小。短开关时间意味着输出驱动器的上升时间更短,时钟频率可以更高。

目录第1章信号完整性分析简介

第2章时域和频域

第3章阻抗和电气模型

第4章阻力的物理基础

第五章电容的物理基础

第六章电感器的物理基础

第七章输电线路的物理基础

第八章传输线与反射

第9章损耗线、上升沿退化和材料特性

第10章传输线的串扰

第11章差分对和差分阻抗

附录A 100最小化信号完整性问题的一般设计原则

附录B 100估计信号完整性效应的经验规则

附录c参考文献

附录d词汇表