ANSYS信号完整性和电源完整性分析与仿真实例(第2版 附光盘)/万水ANSYS技术丛书

ANSYS信号完整性和电源完整性分析与仿真实例(第2版 附光盘)/万水ANSYS技术丛书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:水利水电出版社
作者:房丽丽 章传芳
出品人:
页数:524
译者:
出版时间:2018
价格:79.20元
装帧:
isbn号码:9787517064510
丛书系列:
图书标签:
  • 电源完整性
  • 信号完整性
  • 协同仿真
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具体描述

随着半导体技术的发展以及市场的需求,电子系统设计已经普遍进入纳秒级的高速电路设计领域。电路的高速化、低电压化、大电流化和高集成化,使得信号链路网络、电源分配网络(Power Distribution Network,PDN)和电磁兼容/电磁干扰问题日益突出。高速电路的信号完整性和电源完整性分析学对电子专业来说,兼有专业基础课、专业课和专业实践课的多重性质,不仅内容丰富、涉及的问题点多,同时还在迅速发展中。因此本书在有限的篇幅中,对内容进行了精心的取舍,以兼顾各个专业不同的要求。

第1章为高速电路完整性问题的概述,介绍了完整性问题的基本问题(SI、PI和EMI),包括定义、成因、分类以及各个问题之间的相互关系。

第2章为高速电路完整性问题的设计方法学,介绍内容包括设计方法学的流程,信号链路和PDN协同建模,EDA软件,以及CPS的SI、PI和EMI协同设计方法论。

第3章到第8章为信号完整性分析,对信号完整性问题细分专题进行讨论,其中:

第3章分析了反射的产生机理,对不同端接形式、不同拓扑结构、典型不连续结构的反射问题进行了分析探讨,并给出了消除反射的措施。

第4章分析了传输线的导体损耗和介质损耗所带来的信号完整性问题及其解决方法。

第5章分析了串扰的产生原理,并通过大量例子对不同条件下的串扰进行逐一讲解。此外还给出减小串扰的布线方法。

第6章介绍了差分线的基本理论,分析了差分传输的特点,并进行了不同条件下的差分线仿真。

第7章介绍了缝隙和孔这两种典型的不连续结构,讨论了地回流问题,并进行了典型条件下的缝隙/过孔分析。

第8章为高速互连通道的实例分析,如PCI-E、DDR3等。

第9章为电源完整性分析,讨论了电源完整性的相关问题,包括SSN噪声、谐振、去耦电容优化等,并通过大量工程实例介绍了电源完整性的分析流程。

第10章为EMI分析,介绍了高速信号的EMI辐射原理,分析了EMI的干扰源,并进行工程实例仿真,同时与测试结果进行比较。

第11章为芯片-封装-系统的协同仿真,介绍了CPS的协同设计基础和协同仿真方法,并通过实例详细介绍协同仿真步骤。

深入解析:现代电子系统设计中的信号与电源完整性挑战 书籍名称: 现代电子系统设计中的信号与电源完整性挑战与实践指南 作者: [此处可填写一个虚构的权威作者或团队名称,例如:高速电路设计专家组 / 电子工程研究院] 出版信息: [虚构出版信息,例如:精工科技出版社 / 2024年修订版] --- 导言:高速时代下的“隐形杀手” 随着信息技术的高速发展,电子设备的性能边界正被不断拓展。从5G通信基站到高性能计算集群,从先进的自动驾驶系统到便携式智能设备,电路的工作频率和集成度持续攀升。然而,这种高速化和高密度化并非没有代价。在微观尺度上,电磁效应日益显著,原本被视为理想导体的PCB走线、连接器和芯片封装,现在表现出复杂的传输线特性。 此时,两个关键的工程难题浮出水面,它们共同决定了现代电子系统能否稳定、可靠、高效运行的基石——信号完整性(Signal Integrity, SI)和电源完整性(Power Integrity, PI)。 本书正是为了系统性地剖析这两个相互关联、又相互制约的复杂工程领域而编写的。它摒弃了过于抽象的理论推导,转而聚焦于实际工程设计流程中的痛点、挑战和应对策略,旨在为硬件工程师、PCB设计专家、固件开发人员以及相关领域的科研人员提供一套全面、实用、具有前瞻性的实践指南。 --- 第一部分:信号完整性——信息传输的保真之旅 信号完整性关注的是信号在传输过程中,其波形质量、时序关系是否被通道的物理特性所扭曲,导致数字信号出现错误。本部分将从基础理论出发,逐步深入到复杂的多通道系统。 第一章:高速信号的物理基础与损伤机制 本章详细阐述了传输线理论在高速电路中的应用,包括特性阻抗的精确控制、反射现象的产生机理(由阻抗不匹配引起)以及串扰(Crosstalk)的耦合机制。重点分析了上升沿时间与信号频率之间的关系,阐明了何时必须将PCB走线视为真正的传输线。 关键内容: 史密斯圆图在匹配分析中的应用、时域反射计(TDR)的工作原理与数据解读、近端/远端串扰的耦合路径分析。 第二章:眼图的深度解读与裕量评估 眼图是衡量信号质量的黄金标准。本章超越了简单的“张开度”判断,深入解析了眼图的每一个关键参数:抖动(Jitter)、上升/下降时间、过冲(Overshoot)、欠压(Undershoot)和噪声。读者将学习如何精确量化这些参数,并建立可靠的系统裕量模型。 实践侧重: 如何区分周期性抖动(PJ)和随机抖动(RJ),以及它们对系统定时预算的影响。 第三章:关键结构件的SI优化 高速信号路径并非只有PCB走线,还包括连接器、过孔、焊球阵列(BGA)等。本章专门探讨了这些结构件对信号质量的负面影响。 聚焦领域: 过孔的等效电路模型、如何选择低损耗的连接器、封装引脚(Pin)规划对通道损耗的控制。 第四章:多通道与并行总线的设计考量 在DDR内存接口、PCIe等并行或高速差分系统中,通道间的同步和时延匹配至关重要。本章将详述Skew(偏斜)的控制技术,包括长度匹配的精确度要求、源同步与端同期架构下的设计约束,以及如何利用去嵌入/嵌入技术(De-embedding/Embedding)进行仿真验证。 --- 第二部分:电源完整性——稳定能量的持续供给 电源完整性是高速信号得以稳定运行的“生命线”。任何电源网络中的电压波动都将直接转化为对信号的噪声耦合,极大地恶化信号完整性。本部分聚焦于如何设计一个低阻抗、高稳定性的供电网络(PDN)。 第五章:PDN的阻抗模型与设计目标 本章将PDN建模为一套复杂的LC谐振网络。核心目标是定义并实现一个目标阻抗曲线(Target Impedance Profile),确保在整个工作频率范围内,电源轨上的电压纹波最小化。 核心概念: 瞬态电流需求分析、PDN的DC阻抗与AC阻抗的差异、目标阻抗的确定与工程意义。 第六章:去耦电容的网络化设计 去耦电容是实现低阻抗PDN的关键。本章详细讲解了如何选择不同容值和封装(如0402, 0201)的电容,并将其进行最优化的网络化布局(Plane-to-Plane, Pad-to-Pad)。我们将深入分析电容的等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)在不同频率下的作用。 实用技巧: 针对不同带宽频率的电容配置策略,以及电源平面(Power Plane)的优化,如分割与连接方式。 第七章:封装与芯片层级的PI挑战 现代IC封装(如FC-BGA)引入了显著的封装电感。本章关注从芯片焊盘到IC内部的电源路径,分析封装引脚的电感对瞬态响应的影响。同时,讨论了片上低压差线性稳压器(LDO)和DC-DC转换器在系统中的应用及其对整个PDN的贡献和噪声注入。 第八章:集成电源完整性与信号完整性的协同优化 SI和PI并非孤立存在。本章是全书的精髓,它探讨了两者之间的耦合机制。例如,电源噪声(地弹,Ground Bounce)如何耦合到信号线上,导致抖动增加;反之,快速开关的信号如何通过寄生耦合,在电源线上产生瞬态凹陷。 协同策略: 联合仿真流程的建立、地平面分割(Splitting)的原则、如何通过更严格的PI设计来反哺SI性能的提升。 --- 第三部分:高级仿真、测量与验证流程 理论和设计指南必须通过严格的验证才能落地。本部分专注于如何使用现代EDA工具进行精确建模、仿真,以及如何通过硬件测量来验证设计结果。 第九章:全波电磁场仿真技术综述 详细介绍了适用于SI/PI分析的仿真方法,包括有限元法(FEM)、矩量法(MoM)和时域有限差分法(FDTD)。重点讲解了如何建立准确的S参数模型、如何处理封装和连接器的非理想特性,以及如何对PCB叠层结构进行精确建模。 第十章:系统级(System-Level)仿真与参数提取 从具体的走线S参数,到整个板卡的IBIS-AMI模型,再到最终的系统级仿真。本章指导读者如何整合不同精度层次的模型,进行端到端的(End-to-End)仿真,并理解如何从仿真结果中提取出对设计有指导意义的参数。 第十一章:硬件测试与故障诊断 仿真必须接受硬件的检验。本章介绍了高速示波器、矢量网络分析仪(VNA)等关键测量设备的校准和使用。重点教授如何使用TDR/TDT测量通道阻抗,以及如何通过眼图测量来诊断实际系统中的SI问题,并区分是设计缺陷、工艺问题还是驱动/接收端设置不当所致。 --- 总结与展望 本书旨在提供一个结构清晰、内容扎实、面向实战的知识体系。通过掌握信号完整性和电源完整性的核心原理和实践方法,工程师们将能够自信地应对未来电子系统更高速度、更小尺寸带来的严峻挑战,确保产品设计一次成功,缩短上市时间。

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目录信息

读后感

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用户评价

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在我眼中,这本书的价值不仅仅在于它教授了如何使用 ANSYS 来进行 SI/PI 分析,更在于它构建了一个非常系统和完整的知识体系。它不仅仅是教你点击软件的按钮,而是让你理解背后的物理原理和工程考量。书中的讲解层次分明,从基础的概念引入,到复杂问题的深入探讨,再到具体的仿真实例,整个过程循序渐进,非常适合我这种希望建立扎实 SI/PI 功底的读者。我特别欣赏作者对于不同仿真方法的权衡和选择的讲解,比如在什么情况下适合使用 S 参数仿真,在什么情况下需要进行瞬态分析,这些都是经验性的知识,在教科书上很难学到。而且,书中对各种损耗(如介质损耗、导体损耗)以及串扰、反射等常见问题的成因和影响分析得非常透彻。通过书中的实例,我不仅学会了如何配置仿真环境,更重要的是学会了如何解读仿真结果,并根据结果提出有效的优化建议。总的来说,这本书为我打开了一个新的视角,让我能够更系统、更深入地理解和掌握信号和电源完整性这个领域。

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这本书绝对是那种“用完就放不下了”的工具书!作为一名在电子产品设计领域摸爬滚打多年的工程师,我深知信号完整性和电源完整性对于产品性能和可靠性的重要性,但往往在实际工作中,面对复杂的 PCB 设计和高速信号,总会遇到各种棘手的问题。这本书正好解决了我的痛点!它里面的案例分析非常贴合实际,很多都是我曾经遇到过或者可能将要遇到的问题。比如,针对高密度互连、多层板设计中信号的损耗和串扰问题,书里提供了非常详细的 ANSYS 仿真流程和参数设置。我尤其喜欢它对于各种仿真选项的详细解释,这让我能够根据具体问题的特点,选择最合适的仿真策略,避免盲目尝试。而且,光盘里的实例模型非常实用,我可以直接拿来用,然后在上面做各种修改和验证,这大大节省了我从零开始建立模型的时间。通过这本书,我不仅提高了自己运用 ANSYS 进行 SI/PI 分析的能力,更重要的是,我学会了如何从仿真结果中提炼出 actionable insights,从而指导我的实际设计,这对于提升产品质量和缩短开发周期都有着至关重要的作用。

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坦白说,一开始我抱着试试看的心态拿到这本书,因为市面上关于 ANSYS SI/PI 的书籍不少,但真正能做到深入浅出的并不多。然而,《ANSYS信号完整性和电源完整性分析与仿真实例(第2版 附光盘)》却给了我惊喜!它最吸引我的地方在于其“实例”二字,名副其实!作者并没有仅仅停留在理论的堆砌,而是将大量篇幅用于展示如何在 ANSYS 中解决实际的 SI/PI 问题。我曾经在处理一个高速接口的设计时,饱受信号衰减的困扰,尝试了很多方法效果都不理想。读了这本书后,我按照书中介绍的步骤,利用 ANSYS 对我的 PCB 走线进行了详细的仿真分析,准确地找到了信号衰减的根本原因,并根据书中的建议调整了阻抗匹配和走线长度,问题迎刃而解!这种“手把手”的教学方式,让我这个非 ANSYS 专家也能快速上手,并且看到立竿见影的效果。附带的光盘更是锦上添花,里面丰富的仿真模型和脚本,为我的学习提供了极大的便利,我可以轻松地复现书中的案例,并且在此基础上进行自己的探索。

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这本书绝对是给那些正在学习或者已经在使用 ANSYS 进行信号完整性和电源完整性分析的工程师和学生们准备的宝藏!我之前对 SI/PI 的概念一直有点模糊,总觉得理论知识太多,实践起来却无从下手。这本《ANSYS信号完整性和电源完整性分析与仿真实例(第2版 附光盘)》就像一座灯塔,直接把我引向了实际操作。书中的案例分析非常贴合实际工程中的问题,比如高速互连线的设计、PCB 布局的优化、电源分配网络的去耦策略等等,都通过 ANSYS 软件的强大功能进行了详细的演示。我最喜欢的是它不仅讲解了理论,更侧重于如何运用 ANSYS 来解决这些问题。每一步操作都讲解得非常细致, even for someone like me who is not a power user of ANSYS. 而且,附带的光盘提供了丰富的仿真文件和模型,这对于我这样的读者来说,简直是太方便了!我可以直接下载这些模型,然后跟着书中的步骤进行复现和修改,这大大缩短了我学习和实践的时间,也让我对 SI/PI 的理解更加深刻和直观。这本书真正做到了“理论与实践相结合”,让复杂的 SI/PI 分析变得触手可及。

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在我看来,这本书最大的亮点在于它将复杂的 SI/PI 概念与 ANSYS 强大的仿真工具无缝对接,使得原本可能令人望而却步的技术变得清晰易懂。我一直觉得信号完整性和电源完整性是电子设计中非常关键但又非常抽象的领域,很多时候即使懂了理论,也难以将其转化为实际的设计优化。这本书恰恰弥补了这一不足。它提供的那些详实的仿真实例,涵盖了各种典型的 SI/PI 问题,并且清晰地展示了如何在 ANSYS 中进行建模、设置仿真参数、运行仿真以及最重要的——如何解读仿真结果。我最欣赏的是作者对于不同仿真设置的细致解释,比如如何合理选择网格密度、如何设置边界条件、如何处理不连续性等,这些都是影响仿真精度的关键因素,在书中都得到了详尽的说明。通过阅读这本书,我不仅学会了如何使用 ANSYS 来进行 SI/PI 分析,更重要的是,我学会了如何将仿真结果与实际电路设计紧密结合,从而做出更科学、更有效的决策。光盘里提供的仿真文件,也让我能够快速地验证书中的内容,并将其应用到我自己的项目中。

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在第一版的基础上,增加了CPS(芯片-封装-系统)的协同仿真技术。同时提供学习光盘。

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在第一版的基础上,增加了CPS(芯片-封装-系统)的协同仿真技术。同时提供学习光盘。

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在第一版的基础上,增加了CPS(芯片-封装-系统)的协同仿真技术。同时提供学习光盘。

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在第一版的基础上,增加了CPS(芯片-封装-系统)的协同仿真技术。同时提供学习光盘。

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在第一版的基础上,增加了CPS(芯片-封装-系统)的协同仿真技术。同时提供学习光盘。

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