现代的电子设计和芯片制造技术正在飞速发展，电子产品的复杂度、时钟和总线频率等等都呈快速上升趋势，但系统的电压却不断在减小，所有的这一切加上产品投放市场的时间要求给设计师带来了前所未有的巨大压力。要想保证产品的一次性成功就必须能预见设计中可能出现的各种问题，并及时给出合理的解决方案，对于高速的数字电路来说，最令人头大的莫过于如何确保瞬时跳变的数字信号通过较长的一段传输线，还能完整地被接收，并保证良好的电磁兼容性，这就是目前颇受关注的信号完整性（SI）问题。本章就是围绕信号完整性的问题，让大家对高速电路有个基本的认识，并介绍一些相关的基本概念。 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...................................................................................1066.2 源同步时序系统.......................................................................................1086.2.1 源同步系统的基本结构...................................................................1096.2.2 源同步时序要求...............................................................................110第七章 IBIS 模型................................................................................................1137.1 IBIS 模型的由来...................................................................................... 1137.2 IBIS 与SPICE 的比较.............................................................................. 1137.3 IBIS 模型的构成...................................................................................... 1157.4 建立IBIS 模型......................................................................................... 1187.4 使用IBIS 模型......................................................................................... 1197.5 IBIS 相关工具及链接..............................................................................120第八章 高速设计理论在实际中的运用.............................................................1228.1 叠层设计方案...........................................................................................1228.2 过孔对信号传输的影响...........................................................................1278.3 一般布局规则...........................................................................................1298.4 接地技术...................................................................................................1308.5 PCB 走线策略............................................................................................134
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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： 2014-04-18
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本应用文档从元件选择，电路设计和印刷电路板的布线等几个方面讲座了电路板级的电磁兼容性EMC设计。本文从以下几个部分进行论述：电磁兼容的概述元件选择和电路设计技术印制电路板的布线技术
上传时间： 2013-11-14
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共模干扰和差模干扰是电子、 电气产品上重要的干扰之一，它们 可以对周围产品的稳定性产生严重 的影响。在对某些电子、电气产品 进行电磁兼容性设计和测试的过程 中，由于对各种电磁干扰采取的抑 制措施不当而造成产品在进行电磁 兼容检测时部分测试项目超标或通 不过EMC 测试，从而造成了大量人 力、财力的浪费。为了掌握电磁干 扰抑制技术的一些特点，正确理解 一些概念是十分必要的。共模干扰 和差模干扰的概念就是这样一种重 要概念。正确理解和区分共模和差 模干扰对于电子、电气产品在设计 过程中采取相应的抗干扰技术十分 重要，也有利于提高产品的电磁兼 容性。
上传时间： 2014-01-16
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时域与频域• 傅立叶变换• 干扰抑制设计– 时钟电路干扰抑制设计– 总线电路干扰抑制设计– 单板电源电路去耦设计– 开关电源干扰抑制设计– 接口电路干扰抑制设计• 抗干扰设计– 看门狗电路抗干扰设计– 面板复位电路抗干扰设计– 面板指示灯抗干扰设计– 接口电路抗干扰设计– 电源电路抗干扰设计– 面板拨码开关电路抗干扰设计
上传时间： 2013-11-23
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PCB布线对PCB的电磁兼容性影响很大，为了使PCB上的电路正常工作，应根据本文所述的约束条件来优化布线以及元器件/接头和某些IC所用去耦电路的布局PCB材料的选择通过合理选择PCB的材料和印刷线路的布线路径，可以做出对其它线路耦合低的传输线。当传输线导体间的距离d小于同其它相邻导体间的距离时，就能做到更低的耦合，或者更小的串扰（见《电子工程专辑》2000 年第1 期"应用指南"）。设计之前，可根据下列条件选择最经济的PCB形式：对EMC的要求·印制板的密集程度·组装与生产的能力·CAD 系统能力·设计成本·PCB的数量·电磁屏蔽的成本当采用非屏蔽外壳产品结构时，尤其要注意产品的整体成本/元器件封装/管脚样式、PCB形式、电磁场屏蔽、构造和组装），在许多情况下，选好合适的PCB形式可以不必在塑胶外壳里加入金属屏蔽盒。
上传时间： 2013-11-01
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电路板级的电磁兼容设计:本应用文档从元件选择、电路设计和印制电路板的布线等几个方面讨论了电路板级的电磁兼容性（EMC）设计。本文从以下几个部分进行论述：第一部分：电磁兼容性的概述第二部分：元件选择和电路设计技术第三部分：印制电路板的布线技术附录A：电磁兼容性的术语附录B：抗干扰的测量标准第一部分 — 电磁干扰和兼容性的概述电磁干扰是现代电路工业面对的一个主要问题。为了克服干扰，电路设计者不得不移走干扰源，或设法保护电路不受干扰。其目的都是为了使电路按照预期的目标来工作——即达到电磁兼容性。通常，仅仅实现板级的电磁兼容性这还不够。虽然电路是在板级工作的，但是它会对系统的其它部分辐射出噪声，从而产生系统级的问题。另外，系统级或是设备级的电磁兼容性必须要满足某种辐射标准，这样才不会影响其他设备或装置的正常工作。许多发达国家对电子设备和仪器有严格的电磁兼容性标准；为了适应这个要求，设计者必须从板级设计开始就考虑抑制电子干扰。
上传时间： 2013-10-12
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针对目前LED驱动电源功率因数不高和效率低等问题，设计了一款高功率因数高效率的反激式LED驱动电源。阐述了单级PFC的基本原理，并给出了PFC的优化设计方法。分析了电源的整体效率和电磁干扰的来源，提出了提高效率的方法和抑制电磁干扰的途径。实验测试结果表明，该驱动电源具有高功率因数、高效率的特点；同时符合EMC测试标准。
上传时间： 2013-10-13
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摘要： 基于小型开关电源会产生电磁干扰污染电网，同时它们又容易受到外部电磁环境的影响，不能精确地工作。我们采用了滤波、屏蔽、接地等技术，使小开关电源的EMI被控制在EMC标准规定的极限下，使它们能够良好地工作又不至于污染电网。特别在文中对小开关电源的电路进行了改进，使这类电源能够有效地吸收和抑制干扰。大量的实践证明本文中采用的方案经济可靠地解决了小开关电源的抗干扰问题，不但能够改善小开关电源的性能，还降低了小开关电源的故障率，使小型开关电源的使用范围更加广泛。
上传时间： 2013-11-23
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交直流转换器 AT-VA2-D-A3-DD-ADL 1．产品说明 AT系列转换器/分配器主要设计使用于一般讯号迴路中之转换与隔离；如 4~20mA、0~10V、热电偶(Type K, J, E, T)、热电阻(Rtd-Pt100Ω)、荷重元、电位计(三線式)、电阻(二線式)及交流电压/电流等讯号，机种齐全。 此款薄型设计的转换器/分配器，除了能提供两组讯号输出（输出间隔离）或24V激发电源供传送器使用外，切换式电源亦提供了安装的便利性。上方并设计了电源、输入及输出指示灯及可插拔式接线端子方便现场施工及工作状态检视。 2.产品特点 可选择带指拨开关切换，六种常规输出信号0-5V/0~10V/1~5V/2~10V/4~20mA/ 0~20mA 可自行切换。 双回路输出完全隔离，可选择不同信号。 设计了电源、输入及输出LED指示灯，方便现场工作状态检视。 规格选择表中可指定选购0.1%精度 17.55mm薄型35mm导轨安装。 依据CE国际标准规范设计。 3.技术规格 用途：信号转换及隔离 过载输入能力：电流：10×额定10秒 第二组输出：可选择 精确度: 交流: ≦±0.5% of F.S. 直流: ≦±0.2% of F.S. 输入耗损: 交流电流:≤ 0.1VA; 交流电压:≤ 0.15VA 反应时间: ≤ 250msec (10%~90% of FS) 输出波紋: ≤ ±0.1% of F.S. 满量程校正范围:≤ ±10% of F.S.，2组输出可个别调整 零点校正范围:≤ ±10% of F.S.，2组输出可个别调整 隔离:AC 2.0 KV 输出1与输出2之间 隔离抗阻：DC 500V 100MΩ 工作电源: AC 85~265V/DC 100~300V, 50/60Hz 或 AC/DC 20~56V (选购规格) 消耗功率: DC 4W, AC 6.0VA 工作溫度: 0~60 ºC 工作湿度: 20~95% RH, 无结露 温度系数: ≤ 100PPM/ ºC (0~50 ºC) 储存温度: -10~70 ºC 保护等级: IP 42 振动测试: 1~800 Hz, 3.175 g2/Hz 外观尺寸: 94.0mm x 94.0mm x 17.5mm 外壳材质: ABS防火材料，UL94V0 安装轨道: 35mm DIN導軌 (EN50022) 重量: 250g 安全规范(LVD): IEC 61010 (Installation category 3) EMC: EN 55011:2002; EN 61326:2003 EMI: EN 55011:2002; EN 61326:2003 常用规格：AT-VA2-D-A3-DD-ADL 交直流转换器，2组输出，输入交流输入0-19.99mA，输出1:4-20mA,输出2：4-20mA，工作电源AC/DC20-56V
上传时间： 2013-11-22
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