第一部分 信号完整性知识基础.................................................................................5第一章 高速数字电路概述.....................................................................................51.1 何为高速电路...............................................................................................51.2 高速带来的问题及设计流程剖析...............................................................61.3 相关的一些基本概念...................................................................................8第二章 传输线理论...............................................................................................122.1 分布式系统和集总电路.............................................................................122.2 传输线的RLCG 模型和电报方程...............................................................132.3 传输线的特征阻抗.....................................................................................142.3.1 特性阻抗的本质.................................................................................142.3.2 特征阻抗相关计算.............................................................................152.3.3 特性阻抗对信号完整性的影响.........................................................172.4 传输线电报方程及推导.............................................................................182.5 趋肤效应和集束效应.................................................................................232.6 信号的反射.................................................................................................252.6.1 反射机理和电报方程.........................................................................252.6.2 反射导致信号的失真问题.................................................................302.6.2.1 过冲和下冲.....................................................................................302.6.2.2 振荡:.............................................................................................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 差分线的匹配.................................................................................392.6.3.4 多负载的匹配.................................................................................41第三章 串扰的分析...............................................................................................423.1 串扰的基本概念.........................................................................................423.2 前向串扰和后向串扰.................................................................................433.3 后向串扰的反射.........................................................................................463.4 后向串扰的饱和.........................................................................................463.5 共模和差模电流对串扰的影响.................................................................483.6 连接器的串扰问题.....................................................................................513.7 串扰的具体计算.........................................................................................543.8 避免串扰的措施.........................................................................................57第四章 EMI 抑制....................................................................................................604.1 EMI/EMC 的基本概念..................................................................................604.2 EMI 的产生..................................................................................................614.2.1 电压瞬变.............................................................................................614.2.2 信号的回流.........................................................................................624.2.3 共模和差摸EMI ..................................................................................634.3 EMI 的控制..................................................................................................654.3.1 屏蔽.....................................................................................................654.3.1.1 电场屏蔽.........................................................................................654.3.1.2 磁场屏蔽.........................................................................................674.3.1.3 电磁场屏蔽.....................................................................................674.3.1.4 电磁屏蔽体和屏蔽效率.................................................................684.3.2 滤波.....................................................................................................714.3.2.1 去耦电容.........................................................................................714.3.2.3 磁性元件.........................................................................................734.3.3 接地.....................................................................................................744.4 PCB 设计中的EMI.......................................................................................754.4.1 传输线RLC 参数和EMI ........................................................................764.4.2 叠层设计抑制EMI ..............................................................................774.4.3 电容和接地过孔对回流的作用.........................................................784.4.4 布局和走线规则.................................................................................79第五章 电源完整性理论基础...............................................................................825.1 电源噪声的起因及危害.............................................................................825.2 电源阻抗设计.............................................................................................855.3 同步开关噪声分析.....................................................................................875.3.1 芯片内部开关噪声.............................................................................885.3.2 芯片外部开关噪声.............................................................................895.3.3 等效电感衡量SSN ..............................................................................905.4 旁路电容的特性和应用.............................................................................925.4.1 电容的频率特性.................................................................................935.4.3 电容的介质和封装影响.....................................................................955.4.3 电容并联特性及反谐振.....................................................................955.4.4 如何选择电容.....................................................................................975.4.5 电容的摆放及Layout ........................................................................99第六章 系统时序.................................................................................................1006.1 普通时序系统...........................................................................................1006.1.1 时序参数的确定...............................................................................1016.1.2 时序约束条件...................................................................................1063.2 高速设计的问题.......................................................................................2093.3 SPECCTRAQuest SI Expert 的组件.......................................................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 仿真子系统......................................................................2253.3.6 EMControl .........................................................................................2303.3.7 SPECCTRA Expert 自动布线器.......................................................2303.4 高速设计的大致流程...............................................................................2303.4.1 拓扑结构的探索...............................................................................2313.4.2 空间解决方案的探索.......................................................................2313.4.3 使用拓扑模板驱动设计...................................................................2313.4.4 时序驱动布局...................................................................................2323.4.5 以约束条件驱动设计.......................................................................2323.4.6 设计后分析.......................................................................................233第四章 SPECCTRAQUEST SIGNAL EXPLORER 的进阶运用..........................................2344.1 SPECCTRAQuest Signal Explorer 的功能包括:................................2344.2 图形化的拓扑结构探索...........................................................................2344.3 全面的信号完整性(Signal Integrity)分析.......................................2344.4 完全兼容 IBIS 模型...............................................................................2344.5 PCB 设计前和设计的拓扑结构提取.......................................................2354.6 仿真设置顾问...........................................................................................2354.7 改变设计的管理.......................................................................................2354.8 关键技术特点...........................................................................................2364.8.1 拓扑结构探索...................................................................................2364.8.2 SigWave 波形显示器........................................................................2364.8.3 集成化的在线分析(Integration and In-process Analysis) .236第五章 部分特殊的运用...............................................................................2375.1 Script 指令的使用..................................................................................2375.2 差分信号的仿真.......................................................................................2435.3 眼图模式的使用.......................................................................................249第四部分:HYPERLYNX 仿真工具使用指南............................................................251第一章 使用LINESIM 进行前仿真.......................................................................2511.1 用LineSim 进行仿真工作的基本方法...................................................2511.2 处理信号完整性原理图的具体问题.......................................................2591.3 在LineSim 中如何对传输线进行设置...................................................2601.4 在LineSim 中模拟IC 元件.....................................................................2631.5 在LineSim 中进行串扰仿真...................................................................268第二章 使用BOARDSIM 进行后仿真......................................................................2732.1 用BOARDSIM 进行后仿真工作的基本方法...................................................2732.2 BoardSim 的进一步介绍..........................................................................2922.3 BoardSim 中的串扰仿真..........................................................................309
上传时间: 2013-11-07
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雷达信号处理,针对现代雷达信号处理的主要方式,运用数字信号处理理论和 Matlab 软件研究雷达信号处理的仿真 问题。提出了一个仿真模型,该模型可以仿真雷达信号、热噪声与杂波的产生和雷达系统中信号的动态处理 过程。用 Matlab 对某脉冲压缩雷达信号处理系统进行了仿真,得到了雷达系统中各个处理点上的具体信号形 式,既包含幅度信息,又包含相位信息,该模型能较好地满足对雷达信号处理的仿真要求,显示了用 Matlab 仿真雷达信号处理系统的方便、快捷的优点。
上传时间: 2015-11-25
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一、课程目的与要求 本课程的主要目的是在了解数字信号处理的基本概念和基本方法的基础上,掌握利用数字信号处理器件进行数字信号处理的工程实现的基本方法和过程。数字信号处理理论不是本课程的重点,课程实验设置的目的也不是要求学生掌握一个或几个复杂的数字信号处理算法的实现方法,而是通过简化对数字信号处理理论的要求,使学生将主要注意力集中在完整的数字信号处理的工程实现方法和流程上来。但是学生必须首先具备以下要求: 1. 了解"信号与系统"以及"数字信号处理"的基本概念和方法; 2. 了解模拟电路和数字逻辑电路知识,了解常见的硬件接口协议,包括串行接口等; 3. 能够熟练使用MATLAB; 4. 具有良好的英语阅读能力。 通过本课程的学习,学生必须达到以下要求: 1. 了解数字信号处理器件的体系结构和功能特点。掌握一种汇编指令,了解各种开发工具并熟练使用一种开发工具; 2. 了解数字信号处理系统的基本构成框架; 3. 了解数字信号处理的工程实现方法和步骤,并能够独立完成简单的数字信号处理工程实现任务; 4. 具备快速阅读和理解工程性英文文献的能力。
上传时间: 2013-12-12
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医学信号处理 设计目的:通过学习心电信号的知识和小波方法,结合学过的医学信号处理理论,实现心电QRS波形检测算法。
上传时间: 2016-08-20
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随着PCB设计复杂度的逐步提高,对于信号完整性的分析除了反射,串扰以及EMI之外,稳定可靠的电源供应也成为设计者们重点研究的方向之一。尤其当开关器件数目不断增加,核心电压不断减小的时候,电源的波动往往会给系统带来致命的影响,于是人们提出了新的名词:电源完整性,简称PI(power integrity)。其实,PI和SI是紧密联系在一起的,只是以往的EDA仿真工具在进行信号完整性分析时,一般都是简单地假设电源绝对处于稳定状态,但随着系统设计对仿真精度的要求不断提高,这种假设显然是越来越不能被接受的,于是PI的研究分析也应运而生。从广义上说,PI是属于SI研究范畴之内的,而新一代的信号完整性仿真必须建立在可靠的电源完整性基础之上。虽然电源完整性主要是讨论电源供给的稳定性问题,但由于地在实际系统中总是和电源密不可分,通常把如何减少地平面的噪声也作为电源完整性中的一部分进行讨论。
标签: 开关电源 PCB设计
上传时间: 2015-12-25
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ADS在电源完整性分析中的应用 电源完整性这一概念是以信号完整性为基础的,两者的出现都源自电路开关速度的提高。当高速信号的翻转时间和系统的时钟周期可以相比时,具有分布参数的信号传输线、电源和地就和低速系统中的情况完全不同了。 与信号完整性是指信号在传输线上的质量相对应,电源完整性是指高速电路系统中电源和地的质量。它在对高速电路进行仿真时,往往会因信号参考层的不完整造成信号回流路径变化多端,从而引起信号质量变差和产品的EMI性能变差,并直接影响信号完整性。为了提高信号质量、产品的EMI性能,人们开始研究怎样为信号提供一个稳定、完整的参考平面,并随之提出了电源完整性的概念。
上传时间: 2016-07-14
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【作 者】(美)霍华德·约翰逊(Howard Johnson),(美)Martin Graham著;沈立等译本教材结合了数字和模拟电路理论,对高速数字电路系统设计中的信号完整性和EMC方面的问题进行了讨论和研究。书中详细讨论了涉及信号完整性方面的传输线、时钟偏移和抖动、端接、过孔等问题。第1章 基础知识 18 1.1 频率与时间 18 1.2 时间与距离 21 1.3 集总与分布系统 22 1.4 关于3 dB和RMS频率的解释 24 1.5 4种类型的电抗 25 1.6 普通电容 26 1.7 普通电感 31 1.8 估算衰减时间的更好方法 35 1.9 互容 37 1.10 互感 40第2章 逻辑门电路的高速特性 47 2.1 一种年代久远的数字技术的发展历史 47 2.2 功率 31 2.3 速度 66 2.4 封装 71第3章 测量技术 84第4章 传输线 123第5章 地平面和叠层 169第6章 端接 195第7章 通孔 214第8章 电源系统 225第9章 连接器 249第10章 扁平电缆 271第11章 时钟分配 285第12章 时钟振荡器 304
标签: 高速数字设计
上传时间: 2022-04-16
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《FPGA数字信号处理实现原理及方法》是2010年清华大学出版社出版的图书,作者是何宾。本书全面而又系统地介绍了基于FPGA实现数字信号处理的原理及方法。全书包括12章和11个实验,主要内容包括数字信号处理设计导论、FPGA的硬件结构及运算功能、信号及其处理理论概述、CORDIC算法原理及实现、FIR滤波器和IIR滤波器的设计、其他常用数字滤波器的设计、重定时信号流图、数字通信信号处理原理及实现、自适应信号处理理论基础、基于FPGA的自适应信号处理实现、信号同步原理及实现、基于AccelDSP的数字信号处理的实现和实验部分。本书参考了大量最新的设计资料,内容新颖、理论和应用并重,充分反映了基于FPGA实现数字信号处理的最新方法和技术,可以帮助读者系统地掌握这些方法和技术。本书可作为相关专业开设FPGA数字信号处理课程的本科生和研究生教学参考书,亦可作为从事FPGA数字信号处理研究方向的相关教师、研究生和科技人员的自学参考书,也可作为Xilinx公司相关课程的培训用书。第1章 数字信号处理设计导论第2章 FPGA的硬件结构及运算功能第3章 信号及其处理理论概述第4章 CORDIC算法原理及实现第5章 FIR滤波器和IIR滤波器的设计第6章 其他常用数字滤波器的设计第7章 重定时信号流图第8章 数字通信信号处理原理及实现第9章 自适应信号处理理论基础第10章 基于FPGA的自适应信号处理实现第11章 信号同步原理及实现第12章 基于AccelDSP的数字信号处理的实现参考文献
上传时间: 2022-06-14
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微弱信号检测的目的是从噪声中提取有用信号,或用一些新技术和新方法来提高检测系统输出信号的信噪比。本文简要分析了常用的微弱信号检测理论,对小波变换的微弱信号检测原理进行了进一步的分析。然后提出了微弱信号检测系统的软硬件设计,在阐述了系统的整体设计的基础上,对电路所选芯片的结构和性能进行了简单的介绍,选用了具有14位分辨率的4路并行A/D转换器AD7865作为模数转换器,且选用Xilinx公司的Spartan-3系列FPGA逻辑器件作为控制器,控制整个系统的各功能模块。同时,利用FPGA设计了先入先出存储器,充分利用系统资源,降低了外围电路的复杂度,为电路调试及制板带来了极大的方便,且提升了系统的采集速度和集成度。系统的软件设计采用Verilog HDL语言编程,在Xilinx ISE软件开发平台上完成编译和综合,并选用ModelSim SE 6.0完成了波形仿真。关键词:微弱信号检测;信号调理:FPGA:AD7865;Verilog HDL信息时代需要获取许多有用的信息,多数科学研究及工程应用技术所需的信息都是通过检测的方法来获取的。若被检测的信号非常微弱,就很容易被噪声湮没,那么很难有效的从噪声中检测出有用信号。微弱信号在绝对意义上是指信号本身非常微弱,而在相对意义上是指信号相对于强背景噪声而言的非常微弱,也就是指信噪比极低。人们进行长期的研究工作来检测被噪声所覆盖的微弱信号,分析噪声产生的原因以及规律,且研究被测信号的特点、相关性以及噪声统计特性,从而研究出从背景噪声中检测有用信号的方法。1微弱信号检测(Weak Signal Detection)技术2.3.41主要是提高信号的信噪比,从噪声中检测出有用的微弱信号。对于这些微弱的被测量(如:微振动、微流量、微压力、微温差、弱光、弱磁、小位移、小电容等),大多数都是利用相应的传感器将微弱信号转换为微弱电流或者低电压,再经过放大器将其幅度放大到预期被测量的大小。
标签: 微弱信号检测
上传时间: 2022-06-18
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分数阶微积分(Fractional Calculus)作为微积分的一条分支在三百多年的发展历程中已经逐步形成自己特有的体系,在很多的领域中已经显示出独特的处理能力,尤其是在电磁学、化学、控制学和力学等一些学科得到了广泛的应用。在信息信号处理理论中,微积分作为一种基本的数学运算得到了广泛的应用,但其中的微积分运算都是基于整数阶的,如一阶微积分和二阶微积分等。然而随着科学技术与计算能力的发展,越来越多的非线性问题成为了研究的工作重点,分数阶微积分在此领域强大的处理能力就逐步的体现出来。分数阶微积分是相对于传统的整数阶微积分提出的,传统的整数阶微积分的运算阶次都是基于整数的情况定义的,而分数阶微积分是将传统意义上的整数阶微积分的阶次从整数推广至分数,乃至整个无理小数和分数。接下来我们先回顾下传统的微积分。
上传时间: 2022-06-25
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