高速信號(hào)傳輸

內(nèi)容概要

　　本書(shū)是高速信號(hào)傳輸應(yīng)用領(lǐng)域享譽(yù)國(guó)際的經(jīng)典教材與工具書(shū)。高速數(shù)字設(shè)計(jì)重在研究基本的電路結(jié)構(gòu)，而高速信號(hào)傳輸則重在研究傳輸線如何達(dá)到其速度和距離的極限問(wèn)題。全書(shū)共13章，內(nèi)容涉及不同傳輸線參數(shù)的基本理論，包括趨膚效應(yīng)、鄰近效應(yīng)、介質(zhì)損耗和表面粗糙度，以及適用于所有導(dǎo)體媒質(zhì)的通用頻域響應(yīng)模型；由頻域傳遞函數(shù)計(jì)算時(shí)域波形；特殊傳輸媒質(zhì)，包括單端PCB引線、差分媒質(zhì)、通用建筑布線標(biāo)準(zhǔn)、非屏蔽雙絞線對(duì)、150歐姆屏蔽雙絞線對(duì)、同軸電纜及光纖；時(shí)鐘分布的各種問(wèn)題；采用Spice模型和IBIS模型進(jìn)行仿真的限制。

書(shū)籍目錄

第1 章 基礎(chǔ)知識(shí)
　1.1 線性時(shí)不變集總參數(shù)電路的阻抗
　1.2 功率比
　1.3 比例變換準(zhǔn)則
　1.3.1 物理尺寸比例變換
　1.3.2 功率比例變換
　1.3.3 時(shí)間比例變換
　1.3.4 恒定電壓時(shí)的阻抗比例變換
　1.3.5 介電常數(shù)比例變換
　1.3.6 磁導(dǎo)率比例變換
　1.4 諧振的概念
　1.5 數(shù)字輸入下線性系統(tǒng)最大響應(yīng)
第2 章 傳輸線的參數(shù)
　2.1 電報(bào)方程
　2.1.1 刺線的優(yōu)良工作特性
　2.1.2 電流連續(xù)性原理及信號(hào)的返回電流
　2.2 電報(bào)方程
　2.2.1 特性阻抗ZC
　2.2.2 特性阻抗的變化
　2.2.3 阻抗ZC與參數(shù)R、L、G、C的關(guān)系
　2.2.4 傳播常數(shù)γ
　2.2.5 傳播常數(shù)γ與參數(shù)R、L、G、C的關(guān)系
　2.3 理想傳輸線
　2.4 直流電阻
　2.5 直流電導(dǎo)
　2.6 趨膚效應(yīng)
　2.6.1 趨膚效應(yīng)的產(chǎn)生
　2.6.2 導(dǎo)體內(nèi)的渦流
　2.6.3 串聯(lián)電阻的高低頻近似
　2.7 趨膚效應(yīng)電感
　2.8 內(nèi)阻抗的計(jì)算
　2.8.1 內(nèi)阻抗的實(shí)際模型
　2.8.2 矩形截面導(dǎo)體
　2.9 趨膚效應(yīng)的同心環(huán)模型
　2.9.1 趨膚效應(yīng)模型
　2.9.2 關(guān)于趨膚效應(yīng)模型的討論
　2.10 鄰近效應(yīng)
　2.10.1 鄰近因子
　2.10.2 同軸電纜的鄰近效應(yīng)
　2.10.3 微帶線與帶狀線電路的鄰近效應(yīng)
　2.10.4 鄰近效應(yīng)總結(jié)
　2.11 表面粗糙效應(yīng)
　2.11.1 表面粗糙產(chǎn)生的嚴(yán)重后果
　2.11.2 粗糙效應(yīng)的起始頻率
　2.11.3 PCB材料的粗糙度
　2.11.4 控制粗糙度的方法
　2.12 電介質(zhì)效應(yīng)
　2.12.1 介質(zhì)損耗角正切
　2.12.2 混合物的介電常數(shù)
　2.12.3 混合物的損耗角正切
　2.12.4 填充因子未知時(shí)損耗角正切的計(jì)算
　2.12.5 因果性與網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的關(guān)系
　2.12.6 根據(jù)測(cè)得的損耗角正切計(jì)算|εr|
　2.12.7 Kramers-Kronig 公式
　2.12.8 復(fù)磁導(dǎo)率
　2.13 返回路徑的串聯(lián)阻抗
　2.14 片上慢波模式
第3 章 性能區(qū)域
　3.1 信號(hào)傳輸模型
　3.2 性能區(qū)域的劃分
　3.3 相關(guān)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)：輸入阻抗與傳遞函數(shù)
　3.4 集總參數(shù)元件區(qū)
　3.4.1 集總參數(shù)特性區(qū)域的邊界
　3.4.2 Π 形電路模型
　3.4.3 集總參數(shù)特性區(qū)域H函數(shù)的泰勒級(jí)數(shù)近似
　3.4.4 集總參數(shù)特性區(qū)域的輸入阻抗
　3.4.5 集總參數(shù)特性區(qū)域的傳遞函數(shù)
　3.4.6 集總參數(shù)特性區(qū)域的階躍響應(yīng)
　3.5 RC特性區(qū)域
　3.5.1 RC特性區(qū)域的邊界
　3.5.2 RC特性區(qū)域的輸入阻抗
　3.5.3 RC特性區(qū)域的特性阻抗
　3.5.4 RC區(qū)域的一般特性
　3.5.5 RC特性區(qū)域的傳播常數(shù)
　3.5.6 RC特性區(qū)域的傳輸函數(shù)
　3.5.7 RC區(qū)域單位階躍響應(yīng)
　3.5.8 距離與速度間折中（RC特性區(qū)域）
　3.5.9 階躍響應(yīng)的閉式結(jié)果（RC特性區(qū)域）
　3.5.10 Elmore 延遲估計(jì)（RC區(qū)域）
　3.6 LC特性區(qū)域（恒定損耗區(qū)）
　3.6.1 LC特性區(qū)域的邊界
　3.6.2 特性阻抗（LC區(qū)域）
　3.6.3 TDR測(cè)量中串聯(lián)電阻的影響
　3.6.4 傳播常數(shù)（LC特性區(qū)域）
　3.6.5 LC特性區(qū)域的強(qiáng)諧振
　3.6.6 LC傳輸線的端接
　3.6.7 速度與距離的折中
　3.6.8 混合工作模式（LC與RC兩個(gè)特性區(qū)域）
　3.7 趨膚效應(yīng)區(qū)域
　3.7.1 趨膚效應(yīng)區(qū)域的邊界
　3.7.2 趨膚效應(yīng)區(qū)域的特性阻抗
　3.7.3 趨膚效應(yīng)對(duì)TDR測(cè)量響應(yīng)的影響
　3.7.4 趨膚效應(yīng)區(qū)域的傳播常數(shù)
　3.7.5 趨膚效應(yīng)區(qū)的強(qiáng)諧振
　3.7.6 趨膚效應(yīng)區(qū)的階躍響應(yīng)
　3.7.7 趨膚效應(yīng)區(qū)距離與速度的折中
　3.8 介質(zhì)損耗區(qū)域
　3.8.1 介質(zhì)損耗區(qū)域的邊界
　3.8.2 介質(zhì)損耗區(qū)域的特性阻抗
　3.8.3 介質(zhì)損耗對(duì)TDR測(cè)量的影響
　3.8.4 介質(zhì)損耗區(qū)域的傳播常數(shù)
　3.8.5 介質(zhì)損耗區(qū)的強(qiáng)諧振
　3.8.6 介質(zhì)損耗區(qū)的階躍響應(yīng)
　3.8.7 介質(zhì)損耗區(qū)距離與速度的折中
　3.9 波導(dǎo)色散區(qū)域
　3.10 各區(qū)域間臨界點(diǎn)小結(jié)
　3.11 傳輸媒質(zhì)的等效原則
　3.12 銅質(zhì)傳輸線的比例變換
　3.13 多模光纖的比例變換
　3.14 線性均衡：長(zhǎng)底板引線舉例
　3.15 自適應(yīng)均衡在增速網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器中的應(yīng)用
第4 章 頻域建模
　4.1 非線性分析
　4.2 離散傅里葉變換
　4.3 離散時(shí)間映射
　4.4 FFT 的其他限制
　4.5 FFT 程序輸出的歸一化
　4.6 常用的傅里葉變換對(duì)
　4.7 欠采樣的影響
　4.8 頻域仿真的實(shí)現(xiàn)
　4.9 常見(jiàn)問(wèn)題
　4.9.1 總傳輸延遲過(guò)大引起波形移出時(shí)間窗的影響
　4.9.2 任意數(shù)據(jù)序列的變換
　4.9.3 時(shí)域波形的移位
　4.9.4 復(fù)雜系統(tǒng)的建模
　4.9.5 差分模型
　4.10 FFT 程序輸出的校核
第5 章 PCB（印制電路板）線
　5.1 PCB信號(hào)傳輸
　5.1.1 特性阻抗與延遲
　5.1.2 阻抗效應(yīng)
　5.1.3 介質(zhì)效應(yīng)
　5.1.4 趨膚效應(yīng)與介質(zhì)損耗效應(yīng)的混合作用
　5.1.5 非TEM模式
　5.2 傳輸距離的限制
　5.3 PCB噪聲與干擾
　5.3.1 PCB的反射
　5.3.2 PCB串?dāng)_
　5.4 PCB連接器
　5.4.1 串?dāng)_的產(chǎn)生
　5.4.2 凈通孔的影響
　5.4.3 接頭的測(cè)量
　5.4.4 錐削形過(guò)渡
　5.4.5 跨立式接頭
　5.4.6 電纜屏蔽層的接地
　5.5 過(guò)孔建模
　5.5.1 過(guò)孔的增量參數(shù)
　5.5.2 過(guò)孔的三種模型
　5.5.3 懸置過(guò)孔
　5.5.4 電容值
　5.5.5 電感值
　5.6 片上互連發(fā)展前景展望
第6 章 差分信號(hào)
　6.1 單端電路
　6.2 雙線電路
　6.3 差分信號(hào)傳輸
　6.4 差模與共模電壓、電流
　6.5 差分和共模速度
　6.6 共模平衡
　6.7 共模范圍
　6.8 差模與共模的轉(zhuǎn)換
　6.9 差模阻抗
　6.9.1 奇模阻抗與無(wú)耦合阻抗間的關(guān)系
　6.9.2 為什么奇模阻抗總小于無(wú)耦合阻抗
　6.9.3 差分反射
　6.10 PCB 結(jié)構(gòu)
　6.10.1 差分（微帶）線的阻抗
　6.10.2 邊緣耦合帶狀線
　6.10.3 線對(duì)中引線分開(kāi)的情形
　6.10.4 寬邊耦合帶狀線
　6.11 PCB 的一些應(yīng)用
　6.11.1 與外部的平衡差分傳輸媒質(zhì)進(jìn)行匹配連接
　6.11.2 抑制地彈噪聲
　6.11.3 使用差分信號(hào)傳輸方式減少電磁干擾（EMI）
　6.11.4 抑制接頭中的噪聲
　6.11.5 減小時(shí)鐘傾斜失真
　6.11.6 本地串?dāng)_的抑制
　6.11.7 關(guān)于傳輸線的一本較好參考書(shū)
　6.11.8 差分時(shí)鐘
　6.11.9 差分結(jié)構(gòu)的終端
　6.11.10 差分U形彎
　6.11.11 布線引起的斜變
　6.11.12 減小斜變的方法
　6.12 機(jī)柜間的互連
　6.12.1 帶狀雙絞線電纜
　6.12.2 防止大的接地偏移
　6.12.3 抗外部射頻干擾特性
　6.12.4 差分接收機(jī)對(duì)趨膚效應(yīng)損耗和其他高頻損耗有更好的耐受性
　6.13 LVDS 信號(hào)
　6.13.1 輸出電平
　6.13.2 共模輸出
　6.13.3 共模噪聲容限
　6.13.4 差模噪聲容限
　6.13.5 遲滯現(xiàn)象
　6.13.6 阻抗控制
　6.13.7 引線的輻射
　6.13.8 上升時(shí)間
　6.13.9 輸入電容
　6.13.10 斜變
　6.13.11 安全保護(hù)
第7 章 建筑物通用電纜標(biāo)準(zhǔn)
　7.1 通用電纜的結(jié)構(gòu)
　7.2 信噪比估算
　7.3 電纜的有關(guān)術(shù)語(yǔ)
　7.4 電纜的優(yōu)化組合
　7.5 關(guān)于樓宇布線電纜常見(jiàn)問(wèn)題解答
　7.6 交叉線
　7.7 通風(fēng)系統(tǒng)電纜
　7.8 無(wú)冷卻措施的閣樓空間布線
　7.9 關(guān)于較老電纜類型的常見(jiàn)問(wèn)題解答
第8 章 100 Ω平衡雙絞線對(duì)電纜
　8.1 UTP 電纜的信號(hào)傳輸
　8.1.1 UTP電纜模型
　8.1.2 金屬傳輸模型的修正
　8.2 UTP 傳輸實(shí)例：10BASE-T
　8.3 UTP 噪聲和干擾
　8.3.1 UTP：遠(yuǎn)端反射
　8.3.2 UTP：近端反射
　8.3.3 UTP：混合電路
　8.3.4 UTP的近端串?dāng)_
　8.3.5 UTP的異源串?dāng)_
　8.3.6 UTP的遠(yuǎn)端串?dāng)_
　8.3.7 NEXT和ELFEXT的功率和
　8.3.8 UTP的射頻干擾
　8.3.9 UTP電纜的輻射
　8.4 UTP 電纜接頭
　8.5 屏蔽問(wèn)題
　8.6 3 型UTP電纜的溫度特性
第9 章 150 Ω STP-A 電纜
　9.1 150 Ω STP-A 電纜信號(hào)傳輸
　9.2 150 Ω STP-A 電纜噪聲和干擾
　9.3 150 Ω STP-A 電纜的斜變
　9.4 150 Ω STP-A 電纜的輻射和安全性
　9.5 150 Ω STP-A 電纜與UTP電纜比較
　9.6 150 Ω STP-A 接頭
第10 章 同軸電纜
　10.1 同軸電纜中的信號(hào)傳播
　10.1.1 絞合結(jié)構(gòu)中心導(dǎo)體
　10.1.2 采用50 Ω電纜的意義
　10.1.3 關(guān)于50 Ω的討論信
　10.2 同軸電纜的噪聲和干擾
　10.2.1 同軸電纜的遠(yuǎn)端反射噪聲
　10.2.2 同軸電纜的射頻干擾
　10.2.3 同軸電纜的輻射
　10.2.4 同軸電纜的安全性
　10.3 同軸電纜接頭
第11 章 光纜
　11.1 玻璃光纖的制作工藝
　11.2 成品光纖纖心指標(biāo)
　11.3 光纜
　11.4 工作波長(zhǎng)
　11.5 多模光纜
　11.5.1 多模信號(hào)的傳輸
　11.5.2 為什么漸變型光纖優(yōu)于階躍型光纖
　11.5.3 多模光纖的標(biāo)準(zhǔn)
　11.5.4 50 μm光纖的使用
　11.5.5 多模光纖性能的評(píng)估
　11.5.6 抖動(dòng)
　11.5.7 多模光纖的噪聲和干擾
　11.5.8 多模光纖的安全性
　11.5.9 激光源激勵(lì)多模光纖
　11.5.10 VSCEL二極管
　11.5.11 多模光纖連接器
　11.6 單模光纜
　11.6.1 單模信號(hào)傳輸
　11.6.2 單模光纖的噪聲和干擾
　11.6.3 單模光纖的安全性
　11.6.4 單模光纖連接器
第12 章 時(shí)鐘分布
　12.1 一些額外的提示
　12.2 時(shí)鐘斜變的計(jì)算
　12.3 時(shí)鐘中繼器
　12.3.1 主動(dòng)斜變修正
　12.3.2 零延遲時(shí)鐘中繼器
　12.3.3 對(duì)線長(zhǎng)的補(bǔ)償
　12.4 帶狀線和微帶線的時(shí)延
　12.5 時(shí)鐘傳輸線做終端加載的重要性
　12.6 時(shí)鐘接收機(jī)門(mén)限的效應(yīng)
　12.7 劈分終端的影響
　12.8 有意的延遲調(diào)節(jié)
　12.8.1 固定延遲的實(shí)現(xiàn)
　12.8.2 可變延遲的實(shí)現(xiàn)
　12.8.3 可編程自動(dòng)延遲器
　12.8.4 蛇形延遲線
　12.8.5 U 形彎的耦合
　12.9 加載激勵(lì)源帶多個(gè)負(fù)載
　12.9.1 T形結(jié)構(gòu)與非T形結(jié)構(gòu)
　12.9.2 雙負(fù)載的驅(qū)動(dòng)
　12.10 數(shù)據(jù)處理鏈時(shí)鐘分布
　12.11 信號(hào)的抖動(dòng)
　12.11.1 在何種情況下需要關(guān)注時(shí)鐘抖動(dòng)
　12.11.2 時(shí)鐘抖動(dòng)的測(cè)量方法
　12.12 時(shí)鐘源、轉(zhuǎn)發(fā)器及PLL電路的饋電濾波
　12.12.1 良好的電源
　12.12.2 凈化電源
　12.13 人為時(shí)鐘調(diào)制
　12.13.1 有關(guān)信號(hào)完整性的討論郵件
　12.13.2 無(wú)抖動(dòng)時(shí)鐘
　12.14 采用減小的電壓產(chǎn)生信號(hào)
　12.15 時(shí)鐘線上串?dāng)_的抑制
　12.16 輻射的減小
第13 章 時(shí)域仿真工具及仿真方法
　13.1 振蕩問(wèn)題的新紀(jì)元
　13.2 信號(hào)完整性的仿真
　13.2.1 建模的程度
　13.2.2 參數(shù)提取之后的工作
　13.2.3 注意事項(xiàng)
　13.3 仿真引擎的基本工作原理
　13.3.1 Spice 在時(shí)間域的進(jìn)一步推展
　13.3.2 Spice 類算法的缺陷
　13.3.3 傳輸線
　13.3.4 對(duì)結(jié)果的解釋
　13.3.5 能動(dòng)地使用Spice
　13.4 IBIS（輸入/輸出緩沖信息規(guī)范）
　13.4.1 IBIS 的概念
　13.4.2 IBIS 的創(chuàng)立者
　13.4.3 IBIS 的優(yōu)點(diǎn)
　13.4.4 IBIS 的不足
　13.4.5 如何做會(huì)更有幫助
　13.5 IBIS 的歷史回顧及發(fā)展前景
　13.5.1 IBIS 的歷史回顧
　13.5.2 與Spice 的比較
　13.5.3 發(fā)展前景
　13.6 IBIS 的插值問(wèn)題
　13.7 IBIS 的SSO噪聲問(wèn)題
　13.8 EMC 工作的本質(zhì)
　13.9 饋電諧振和接地諧振
附錄A 信號(hào)完整性部門(mén)的組建
附錄B 損耗斜率的計(jì)算
附錄C 二端口網(wǎng)絡(luò)分析
附錄D Π 模型的精度
附錄E 誤差函數(shù)erf( )

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