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《高速數字設計》，[美] 約翰遜，[美] 格雷厄姆 著，出版社： 電子工業出版社。

電子工業出版社成立於1982年10月，是工業和信息化部直屬的科技與教育出版社，享有「全國優秀出版社」、「講信譽、重服務」的優秀出版社、「全國版權貿易先進單位」、首屆中國出版政府獎「先進出版單位」等榮譽稱號。

內容簡介

本書是信號完整性領域的一部經典著作。全書結合了數字和模擬電路理論，對高速數字電路系統設計中的信號完整性和EMC方面的問題進行了深入淺出的討論和研究，其中不僅包括關於高速數字設計中EMC方面的許多實用信息，還包括許多有價值的測試技術。另外，書中詳細討論了涉及信號完整性方面的傳輸線、時鐘偏移和抖動、端接、過孔等問題，具有極高的實踐指導意義。本書通俗易懂，理論與實踐方法結合緊密，是高速數字設計人員必備參考書。

目錄

第1章 基礎知識

1.1 頻率與時間

1.2 時間與距離

1.3 集總與分布系統

1.4 關於3dB和RMS頻率的解釋

1.5 4種類型的電抗

1.6 普通電容

1.7 普通電感

1.8 估算衰減時間的更好方法

1.8.1 測量一個響應曲線下的總面積

1.8.2 應用到圖1.15中

1.9 互容

1.9.1 互容與串擾的關係

1.9.2 端接電阻之間的互容

1.10 互感23

1.10.1 互感與串擾的關係

1.10.2 磁耦合環路的反向

1.10.3 容性耦合與感性耦合的比率

第2章 邏輯門電路的高速特性

2.1 一種年代久遠的數字技術的發展歷史

2.2 功率

2.2.1 靜態和動態功耗

2.2.2 驅動容性負載時的動態功耗

2.2.3 疊加偏置電流產生的動態功耗

2.2.4 輸入功率

2.2.5 內部功耗

2.2.6 驅動電路功耗

2.2.7 輸出功耗

2.3 速度

2.3.1 電壓突變的影響，dV/dt

2.3.2 電流突變的影響，dI/dt

2.3.3 電壓容限

2.4 封裝

2.4.1 引腳電感

2.4.2 引腳電容

2.4.3 熱傳導（QJC和QCA）

第3章 測量技術

3.1 示波器探頭的上升時間和帶寬

3.2 探頭接地環路的自感

3.2.1 計算接地環路電感

3.2.2 算出10%~90%上升時間

3.2.3 估算電路的Q值

3.2.4 結果的重要性

3.3 探頭接地環路檢測到的假信號

3.3.1 環路A的變化電流

3.3.2 環路A和環路B的互感

3.3.3 應用互感的定義

3.3.4 磁場檢測器

3.4 探頭是如何加重電路負載的

3.5 特殊的探頭構造

3.5.1 自製的21:1探頭

3.5.2 低電感接地環路的夾具

3.5.3 嵌入式探測夾具

3.6 避免檢測到來自探頭外殼電流的信號

3.7 觀測一個串行數據傳輸系統

3.8 降低系統時鐘

3.9 觀測串擾

3.9.1 關掉原始信號

3.9.2 關掉串擾

3.9.3 產生人為的串擾

3.10 測量工作容限

3.10.1 附加噪聲

3.10.2 寬總線的時序調整

3.10.3 電源

3.10.4 溫度

3.10.5 數據吞吐量

3.11 觀察亞穩態

3.11.1 測量亞穩態

3.11.2 理解亞穩態的特性

3.11.3 長判決時間的證據

3.11.4 亞穩態問題的解決方法

第4章 傳輸線

4.1 普通點對點布線的缺點

4.1.1 點對點布線的信號畸變

4.1.2 點對點布線的EMI

4.1.3 點對點布線中的串擾

4.2 無限均勻傳輸線

4.2.1 理想的無畸變、無損耗傳輸線

4.2.2 有損耗的傳輸線

4.2.3 趨膚效應

4.2.4 鄰近效應

4.2.5 介電損耗

4.3 源端及負載阻抗的影響

4.3.1 傳輸線上的反射

4.3.2 末端端接

4.3.3 源端端接

4.3.4 短線

4.3.5 不良端接傳輸線的建立時間

4.4 傳輸線的特殊實例

4.4.1 未端接線路

4.4.2 連接在線路中間的容性負載

4.4.3 等間隔的容性負載

4.4.4 直角彎曲

4.4.5 延遲線

4.5 線路阻抗和傳播延遲

4.5.1 傳輸線參數的控制

4.5.2 同軸電纜的計算公式

4.5.3 雙絞線的計算公式

4.5.4 微帶線的簡單公式集

4.5.5 帶狀線的簡單公式集

第5章 地平面和疊層

5.1 高速電流沿着電感最小路徑前進

5.2 完整地平面的串擾

5.3 開槽地平面的串擾

5.4 平行交叉地平面的串擾

5.5 指狀電源和地線的串擾

5.6 保護走線

5.7 近端和遠端串擾

5.7.1 感性耦合機制

5.7.2 容性耦合機制

5.7.3 互感和互容的混合耦合

5.7.4 近端串擾如何變成一個遠端問題

5.7.5 展示兩線之間串擾的特徵

5.7.6 使用串聯端接減少串擾

5.8 印刷電路板如何疊層

5.8.1 電源和地的規劃

5.8.2 機框層

5.8.3 選擇走線尺寸

5.8.4 布線密度和走線層數

5.8.5 經典層疊

5.8.6 高速板的特別提示

第6章 端接

6.1 末端端接器

6.1.1 末端端接器的上升時間

6.1.2 末端端接器的直流偏置

6.1.3 末端端接器中採用的其他拓撲結構

6.1.4 末端端接器的功耗

6.2 源端端接器

6.2.1 源端端接的阻抗值

6.2.2 源端端接的上升時間

6.2.3 源端端接可以得到比較理想的階躍響應

6.2.4 源端端接所需的驅動電流

6.2.5 源端端接的其他拓撲結構

6.2.6 源端端接器的功耗

6.3 中間端接器

6.4 末端端接器的交流偏置

6.4.1 容性端接的直流不平衡

6.4.2 差分線的末端端接器

6.5 電阻的選擇

6.5.1 端接電阻的準確性

6.5.2 端接電阻的功耗

6.5.3 端接電阻的串聯電感

6.6 端接器中的串擾

6.6.1 相鄰實芯電阻的串擾

6.6.2 相鄰表面貼裝電阻的串擾

6.6.3 單列直插（SIP）端接電阻的串擾

第7章 通孔

7.1 通孔的機械特性

7.1.1 製作完成後的通孔直徑

7.1.2 通孔焊盤大小的要求

7.1.3 間隔要求：空隙

7.1.4 走線密度與通孔焊盤大小

7.2 通孔的電容

7.3 通孔的電感

7.4 返回電流及其與通孔的關係

第8章 電源系統

8.1 提供穩定的電壓參考

8.2 分配統一的電壓

8.2.1 電源分配線的阻抗

8.2.2 電源分配線的電感

8.2.3 板級濾波

8.2.4 單獨集成電路的局部濾波

8.2.5 電源平面和地平面的電容

8.2.6 測量電源分配系統階躍響應的測試夾具

8.3 一般情形的電源分配問題

8.3.1 TTL-ECL混合系統中的隨機ECL錯誤

8.3.2 分配線中的壓降過大

8.3.3 插入電路板時的電源脈衝干擾

8.3.4 電源分配線的EMI輻射

8.4 選擇旁路電容

8.4.1 電容的等效串聯電阻和引腳電感

8.4.2 電容特性與封裝的關係

8.4.3 表面貼裝的電容

8.4.4 集成電路下面安裝的電容

8.4.5 三種類型的電介質

8.4.6 電壓等級和使用期限的安全容限

第9章 連接器

9.1 互感——連接器如何引起串擾

9.1.1 估算串擾

9.1.2 如何通過接地改變返回電流路徑

9.2 串聯電感——連接器怎樣產生電磁干擾

9.3 寄生電容——用在多支路總線上的連接器

9.3.1 引腳到引腳的電容

9.3.2 電路走線電容

9.3.3 接收器和驅動器電容

9.3.4 均勻間隔負載

9.3.5 低速總線

9.4 連接器中耦合的測量

9.4.1 接地引腳和信號引腳

9.4.2 脈衝發生器和源端阻抗

9.4.3 傳輸線上的端接阻抗

9.4.4 模擬接收線的源端阻抗

9.4.5 匹配電阻

9.5 連接器下地線的連續性

9.6 採用外部連接解決EMI問題

9.6.1 濾波

9.6.2 屏蔽

9.6.3 共模扼流圈

9.7 高速應用的特殊連接器

9.7.1 AMPZ型點對點連接器

9.7.2 Augat點對點連接器

9.7.3 Teradyne多支路總線連接器

9.8 穿過連接器的差分信號

9.9 連接器的電源管理特性

第10章 扁平電纜254

10.1 扁平電纜的信號傳播

10.1.1 扁平電纜的頻率響應

10.1.2 扁平電纜的上升時間

10.1.3 測量上升時間

10.2 扁平電纜的串擾

10.2.1 串擾的基本計算

10.2.2 多地的效果

10.2.3 雙絞線的效果

10.2.4 串擾的測量

10.2.5 扁平電纜的堆疊

10.3 扁平電纜連接器

10.3.1 連接器的電感

10.3.2 連接器的電容

10.3.3 減少寄生效應的交錯連接

10.4 扁平電纜的電磁干擾

10.4.1 金屬箔纏繞

10.4.2 單面屏蔽

10.4.3 摺疊（圓）屏蔽電纜

第11章 時鐘分配

11.1 定時裕量

11.2 時鐘偏移

11.3 使用低阻抗驅動器

11.4 使用低阻抗的時鐘分配線

11.5 多路時鐘線的源端端接

11.6 控制時鐘線上的串擾

11.7 延時的調整

11.7.1 固定延時

11.7.2 可調整延時

11.7.3 自動可編程延時

11.8 差分信號分配

11.9 時鐘信號的占空比

11.1 0消除時鐘中繼器的寄生電容

11.1 1時鐘總線上時鐘接收器的去耦

第12章 時鐘振盪器

12.1 使用罐裝的時鐘振盪器

12.1.1 頻率指標

12.1.2 允許的工作條件

12.1.3 電氣特性

12.1.4 機械結構

12.1.5 生產問題

12.1.6 可靠性

12.1.7 控制與調整

12.2 時鐘抖動

12.2.1 時鐘抖動何時事關重大

12.2.2 測量時鐘抖動

12.2.3 測量電源的抗擾度

12.2.4 時鐘源的電源濾波

附錄A 記憶要點

附錄B 計算上升時間

附錄C MathCad公式

參考書目

索引