Allegro PCB Layout(II)高速電路板設計 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:台科大

作者:黃宏仁

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2003年10月01日

价格:NT$ 600

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isbn号码:9789861290041

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好的，这里为您呈现一本关于《高速PCB设计与信号完整性分析》的图书简介，内容详尽，专注于高速电路板设计中的核心理论与实践应用，完全不涉及您提到的那本特定书籍的内容。 --- 图书简介：《高速PCB设计与信号完整性分析：从理论到实践的深度解析》 绪论：高速时代的挑战与机遇 随着电子设备运行频率的不断攀升，电路板的设计已不再是简单的布线工作，而是一门融合了电磁学、材料科学与精密工程的复杂学科。信号完整性（Signal Integrity, SI）和电源完整性（Power Integrity, PI）已成为决定现代高速电路性能、可靠性与电磁兼容性（EMC）的基石。本书旨在系统梳理和深入剖析高速PCB设计中的关键原理、实用技术及前沿方法论，为工程师提供一套从概念到实现的完整设计框架。 本书面向的对象是具备基础电子学知识，致力于在高速数字系统、射频/微波电路、高密度互连（HDI）PCB设计领域深耕的工程师、硬件设计师、研发人员以及相关专业的高年级学生。 第一部分：高速设计的物理基础与电磁理论 本部分是理解后续所有设计技巧的基石。我们将从微观和宏观层面审视信号在传输线上的行为。 第一章：传输线理论的复兴与应用 基础概念重构： 区别于低频电路中的集总元件模型，本书详述了为什么在数十兆赫兹以上必须采用集总模型。深入探讨了特性阻抗（Characteristic Impedance，$Z_0$）、传播速度、衰减常数等核心参数的物理意义。 PCB层压结构分析： 详细讲解了多层板的介电层（Dielectric）、导体层（Copper）的材料特性（如$epsilon_r, andelta$），以及这些特性如何影响信号的无损传输。对比分析FR4、High-Tg、Rogers等不同材料的优劣及应用场景。 耦合与串扰（Crosstalk）： 串扰是高速系统中的主要干扰源之一。本章详尽分析了近端串扰（NEXT）和远端串扰（FEXT）的产生机理，引入了耦合系数的概念，并提供了降低串扰的几何优化方法，如增加间距、使用地平面屏蔽等。 第二章：阻抗匹配与端接技术 设计目标： 阐述不匹配导致的反射（Reflection）现象，引入电压反射系数和电流反射系数的计算方法。 均匀性与容差控制： 探讨如何在实际制造工艺中实现严格的特性阻抗控制（例如，控制在$50Omega pm 5%$）。讨论线宽、线高、基材厚度与阻抗值的精确关系。 端接策略精选： 系统介绍了各种端接技术，包括串联端接（Series Termination）、并联端接（Shunt Termination）、AC端接、Thevenin端接以及对源端匹配和负载端匹配的深度比较。重点分析了在高压摆率（Slew Rate）系统中使用不同端接对信号上升沿和过冲的影响。 第二部分：信号完整性（SI）的深入诊断与优化 本部分聚焦于如何量化、预测和解决高速信号传输中的失真问题。 第三章：时域与频域分析工具 抖动（Jitter）的分解与管理： 详细解析了抖动（Jitter）的来源，包括确定性抖动（DJ）和随机抖动（RJ）。介绍如何使用眼图（Eye Diagram）来直观评估系统裕度，并讲解抖动容限（Jitter Tolerance）的计算方法。 上升时间与带宽的关系： 建立了信号上升时间与系统所需带宽之间的实用关系（如$BW approx 0.35 / t_r$），并讨论了信号过冲和欠压的频谱影响。 IBIS模型与仿真： 讲解了IBIS（I/O Buffer Information Specification）模型的原理，以及如何利用Spice/IBIS仿真工具进行准确的SI分析，包括IBIS-AMI在高速串行链路中的应用。 第四章：高速布线约束与布局策略 差分信号对（Differential Pairs）的艺术： 阐述差分信号的优势，并详细规定了差分对的严格设计要求：阻抗匹配、长度匹配（Skew Control）、相位匹配，以及如何处理差分对的耦合区域和过孔。 过孔（Via）的信号完整性影响： 这是一个常被忽视的关键点。本书深入分析了过孔的寄生电感和电容，并提出了最小化过孔效应的策略，例如使用盲/埋孔（Blind/Buried Vias）、Staggered Vias（交错过孔）技术，以及对去耦过孔（Stitching Vias）的规划。 走线拓扑结构选择： 对菊花链（Daisy-Chain）、T型（T-Branch）和点对点（Point-to-Point）等拓扑结构进行了性能对比，并给出了在多点互联系统中减少反射和同步误差的实用规则。 第三部分：电源完整性（PI）与电磁兼容性（EMC） 高速信号的可靠运行离不开稳定、洁净的供电网络。本部分将PI与EMC紧密结合。 第五章：电源完整性（PI）的量化与设计 去耦电容的网络优化： 深入分析了去耦电容（Decoupling Capacitors）在不同频率下的作用。讲解了如何通过计算选择合适的电容值、数量和布局位置，以覆盖从低频到高频的去耦需求。强调了电容的引线电感（ESL）对高频去耦性能的致命影响。 电源分配网络（PDN）的分析： 将PDN视为一个复杂的传输线网络，讨论了平面（Plane）的特性阻抗，以及如何通过分割和接入点优化来降低PDN的阻抗（$Z_{PDN}$）。 瞬态电流需求与电压跌落： 讲解了芯片负载瞬态电流的变化特性，以及如何计算并保证最大允许的电压跌落（Simultaneous Switching Noise, SSN/Ground Bounce）。 第六章：电磁兼容性（EMC）与辐射抑制 辐射源识别： 确定PCB上主要的电磁辐射源，如不连续的参考平面、高速信号的边缘速率以及电源平面上的纹波。 参考平面管理： 强调了“连续的参考平面”是控制EMC和SI的关键。讲解了跨越分割（Stitching Slot）区域的处理方法，以及如何使用包地（Guard Traces）和参考地线来引导电流回路。 屏蔽与滤波基础： 介绍了PCB层面的基本屏蔽技术，包括区域屏蔽和外壳接地。并讨论了在I/O端口处使用共模扼流圈（Common Mode Chokes）等滤波元件的必要性和设计原则。 结语：面向未来的设计流程 本书最后总结了集成SI/PI分析到PCB设计流程中的最佳实践（Design Flow），强调了在设计初期（Layout Planning Stage）进行充分仿真和验证的重要性，以避免昂贵的返工周期。通过对这些复杂问题的系统化、工程化的解析，读者将能够设计出性能卓越、稳定可靠的下一代高速电子产品。

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这本书带给我的最大启发在于其对“系统级思维”的强调。在高速设计中，PCB不仅仅是组件的载体，它本身就是一个复杂的电磁环境。作者成功地将电源分配网络（PDN）与信号路径的布线紧密地联系起来讨论，明确指出了低阻抗PDN如何直接影响到高速信号的眼图质量，这种跨领域的整合分析非常令人信服。它迫使我跳出单纯的“画线”思维，去思考整个系统在高速运作时对物理结构的要求。书中的内容组织体现了严谨的学术训练背景，语言精确、逻辑严密，没有丝毫的冗余和浮夸。唯一的遗憾是，在探讨热管理时，虽然提到了温度对材料参数的影响，但对于如何利用铜皮设计或散热过孔阵列来主动控制局部热点的方法论的深入探讨略显不足，尤其是在面对高功耗芯片时，热设计往往是决定系统长期稳定性的关键因素，若能进一步拓展这方面的实战技巧，这本书的价值将更加无可替代。

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从工具应用的角度来看，这本书展现了一种超越特定软件版本的思维高度。虽然我们知道设计离不开EDA工具，但作者的叙述核心始终围绕着物理定律和设计原则展开，而不是被某个特定版本工具的菜单路径所束缚。这使得书中的知识体系具有极强的生命力和普适性，即便几年后软件界面发生翻天覆地的变化，这些关于电磁兼容性、热管理和机械约束的根本性认知依然有效。书中对设计规则检查（DRC）的解读也十分到位，它教我们如何设置合理的间距和最小宽度，更教我们如何理解这些规则背后的电气物理依据，从而能更智慧地去优化它们，而不是机械地输入数值。如果非要鸡蛋里挑骨头，我觉得在“设计可制造性设计（DFM）”这一块，可以更系统地增加一些与主流PCB制造商的工艺能力（如最小线宽、最小焊盘尺寸）的实际对照表和案例分析，这样能让设计成品率的提升更具操作性指导意义，毕竟最终的板子是要交给工厂制作的。

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深入阅读后，我发现作者在阐述设计哲学层面展现了极其老到的经验，他不仅仅是在罗列规则和流程，而是在探讨“为什么”要这样做，这种对底层原理的深刻剖析，远超出了市面上许多仅停留在操作层面的教程。例如，书中对于信号完整性（SI）和电源完整性（PI）的论述，并非照搬教科书上的公式，而是结合了大量实际工程案例进行剖析，那些关于阻抗匹配、串扰抑制以及去耦策略的讲解，都带着一种久经沙场的实战派色彩。我尤其欣赏作者对于设计迭代过程中“取舍”艺术的描述，PCB设计从来都不是追求绝对完美，而是在成本、性能和可制造性之间寻求最佳平衡点，这本书恰恰捕捉到了这种现实的复杂性。美中不足的是，对于某些前沿材料和新型封装技术的介绍略显保守，或许是受限于出版周期，但如果能加入一些关于高频低损耗介质或先进封装如SiP等方面的探讨，这本书的指导价值无疑会更具前瞻性，能更好地帮助工程师们应对未来芯片和系统集成带来的挑战。

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阅读这本书的过程中，我有一个非常深刻的体会，那就是作者对于“细节决定成败”的坚持和强调，简直到了近乎偏执的程度，这对于从事高速数字电路设计的我们来说，是极其宝贵的品质。书中的篇幅大量篇幅被用于讲解叠层设计中的层与层之间的参考平面关系，以及如何精确控制走线长度和间距，这些都是新手容易忽略但却是决定信号质量的关键因素。作者对过孔（Via）的建模和对过孔引出（Stubs）的处理，讲解得异常透彻，甚至精确到了钻孔公差对电磁性能的影响，这种深度足以让有一定经验的设计师都能从中找到提升自己技能的突破口。然而，这种深度也带来了一定的阅读门槛，对于完全没有基础的初学者来说，初次接触时可能会被大量专业术语和复杂的物理概念所淹没，需要花费大量时间去消化和理解其背后的物理意义，可能需要配合其他入门资料辅助阅读，才能真正领会作者的精髓。总体而言，这本书更像是高级工程师的案头宝典，而不是零基础的入门读物，它要求读者具备一定的电路基础知识储备。

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这本书的排版和装帧质量着实让人眼前一亮，纸张的质感相当不错，拿在手里沉甸甸的，能感觉到作者和出版方在细节上的用心。内页的印刷清晰度极高，即便是那些复杂的图形和电路示意图，线条也锐利得不像话，这对于我们这些需要长时间盯着屏幕和图纸的设计人员来说，无疑是一种视觉上的享受，也能大大减少阅读过程中的疲劳感。封面设计风格简洁大气，色调沉稳，透露出一种专业性和深度，让人在书架上看到它时，就能立刻被其专业气质所吸引。特别值得一提的是，书中的章节结构划分得极为合理，逻辑链条清晰流畅，即便是初次接触这个领域的新手，也能顺着作者的思路一步步深入，而不是感到迷茫。不过，我个人期望在某些关键步骤的插图上，如果能提供更多不同视角或者更高清的局部放大图示，那就更完美了，毕竟在高速设计中，毫厘之差都可能导致天壤之别，清晰的视觉辅助是理解复杂概念的捷径。总的来说，从物理接触到初步翻阅的体验，这本书给我的第一印象是：这是一本值得珍藏和反复研读的硬核资料，其制作水准完全配得上其主题的专业高度。

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