信号完整性与PCB设计

本书是一部论述印制电路板设计与信号完整性分析的理论和工程实践的著作。本书从印制电路板的基本原理出发，介绍电路设计的基本概念、理论和技巧，并在此基础上，详细讨论信号完整性的问题，涵盖信号完整性中电磁干扰、串扰、传输线及反射和功率器件去耦等各个方面。

道格拉斯·布鲁斯：曾为美国大学教师，后从事PCB领域的工程师。在PCB和EMI领域出版过多部著作。
刘雷波，博士，清华大学副教授。1999年和2004年在清华大学分获学士、博士学位，其博士论文获“清华大学校级很好博士论文奖”。长期从事集成电路设计、可重构计算等研究工作。已发表论文40余篇、申请专利11项、翻译出版两本著作；靠前作者论文2004年发表在固态电路领域的杂志《JSSC》上。目前担任清华大学微电子所所长助理。863微电子工作组成员，自然基金SoC重大计划组秘书和A-SSCC技术委员会成员。

第一部分基础知识
第1章电子学概念2
1.1电流2
1.2电荷3
1.3电压4
1.4直流电压和电流与交流电压和电流5
1.5谐波6
1.6交流电压或交流电流的测量7
1.7频率、上升／下降时间和周期8
1.8频率的度量9
1.9复合波形（傅里叶分析）10
1.10本章说明13
第2章传播时间15
2.1传播速度15
2.2传播时间15
2.3走线的布局与信号传播16
2.4电路时序问题18
2.5波长20
第3章电子元件22
3.1三种最基本的元件22
3.2电阻22
3.3欧姆定律23
3.4电容25
3.5电荷的存储28
3.6电容量计算公式29
3.7电容的作用29
3.8电感30
3.9关于电感的公式32
3.10充电和放电电流34
3.11谐振36
第4章电压和电流的改变与时间常数37
4.1电压和电流通过电阻的变化37
4.2电压和电流通过电容的变化37
4.3电压和电流通过电感的变化39
4.4几个有趣的电感电路的动态特性40
4.5时间常数42
4.6对充放电方程的说明45
第5章电阻46
5.1基尔霍夫定律46
5.2串联电阻47
5.3并联电阻48
5.4分压器50
5.5放大器反馈及增益51
5.6功率52
5.7等效电路53
5.8功率曲线54
5.9电源56
5.10电导56
第6章电抗58
6.1容抗58
6.2感抗60
6.3应用于电抗的欧姆定律61
6.4串联LC电路62
6.5并联LC电路64
6.6谐振66
6.7极点和零点69
6.8电纳71
第7章阻抗和相移72
7.1阻抗72
7.2频率的影响75
7.3另一个RC电路的例子76
7.4经典RC滤波器78
7.5阻抗的组合方式78
7.6谐振和Q值79
7.7串联RLC电路81
7.8谐振时的串联RLC电路83
7.9导纳84
7.10本章说明84
第二部分信号完整性问题
第8章信号完整性概述88
第9章电磁干扰92
9.1背景92
9.2磁场及其相互抵消92
9.3一些基本事实93
9.4信号耦合94
9.5回路面积95
9.6短截线99
9.7共模100
9.820—H准则102
9.9桩栅栏（法拉第屏蔽）102
第10章反射与传输线104
10.1通信模型104
10.2传输线106
10.3关键长度107
10.4反射系数108
10.5观察反射109
10.6确定走线的阻抗111
10.7终端匹配技术114
10.8一些设计问题116
10.9短截线119
10.10Zo的绝对值和相对值119
10.11本章说明120
第11章传输线仿真123
11.1基本的仿真123
11.2串联终端匹配128
11.3布局问题129
11.4走线分支或Y形分支130
第12章串扰132
12.1前向串扰与后向串扰132
12.2估计串扰135
12.3设计时需要考虑的问题138
第13章串扰的仿真140
13.1基本模型140
13.2添加非耦合的区域142
13.3长度的影响143
13.4带状线144
13.5用终端匹配的带状线146
13.6更为实际的例子147
13.7小结148
第14章差分走线及阻抗149
14.1背景149
14.2设计规则152
14.3差分仿真156
14.4计算差分阻抗158
第15章旁路电容与去耦系统161
15.1传统方法161
15.2电源系统的阻抗方法166
15.3小结177
第16章电源系统178
16.1电源电压178
16.2为什么需要电源层179
16.3采用参考层的设计策略180
16.4设计规则181
16.5分层183
16.6结论184
第17章有损传输线和眼图185
17.1有损传输线185
17.2有损传输线模型187
17.3眼图187
17.4均衡189
17.5小结191
第三部分附录和术语表
附录AUltraCAD的方波仿真软件194
附录B电感器的工作原理196
附录C对数205
附录D相移的仿真209
附录E复数的运算212
附录F传输线仿真软件218
附录G回波演示219
附录HUltraCAD的免费计算软件220
附录ITDR和VNA223
附录J走线的直角拐角228
术语表230