光通信抖动和漂摆的工程计算与测量 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:人民邮电出版社

作者:彭承柱 彭明宇

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1900-01-01

价格:21.0

装帧:

isbn号码:9780711511248

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• 光通信
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• 光纤通信
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• 测试与测量

信号完整性与高速电路设计：理论、方法与实践 作者：[此处可添加虚拟作者姓名，如：张伟、李明] 出版社：[此处可添加虚拟出版社名称，如：科技出版社、电子工业出版社] ISBN：[此处可添加虚拟ISBN号，如：978-7-111-XXXX-X] 书籍简介 在现代电子系统，尤其是高速数字通信和射频电路设计领域，信号完整性（Signal Integrity, SI）是决定系统性能和可靠性的关键因素。本书《信号完整性与高速电路设计：理论、方法与实践》旨在为工程师、研究人员和高级学生提供一套系统、深入且实用的指南，涵盖从基础理论到复杂系统级分析的全过程。 本书的撰写立足于高速电路设计中面临的实际挑战，聚焦于如何有效管理和控制信号在传输路径中产生的各种失真现象，确保数据能够以期望的速率和质量传输。我们避开了对光通信领域特有抖动和漂移等概念的深入探讨，而是将全部篇幅集中于基于铜线、PCB走线和连接器等电磁环境下的信号传输。 第一部分：高速信号传输基础理论 本部分为全书的理论基石，为后续的分析与设计奠定了必要的物理和数学基础。 第一章：传输线理论的再认识 本章首先回顾了经典的传输线理论，但重点在于将其应用到现代高速电路的实际场景。我们将深入探讨特征阻抗的准确建模，包括线宽、介电常数 ($epsilon_r$) 和损耗对阻抗的影响。重点分析了多层板设计中不同参考平面的切换如何影响阻抗的连续性，并详细介绍了如何利用电磁场理论来计算和理解串扰的物理机制。 第二章：非理想有源器件对信号的影响 高速信号的源端和端点不再是理想的电压/电流源或接收器，它们具有复杂的等效电路模型。本章详细剖析了半导体器件（如驱动器和接收器）的封装效应、封装电感和电容，以及它们在快速上升/下降沿信号中的“拖尾”效应。我们还将引入 IBIS（I/O Buffer Information Specification）模型和 SPICE 模型的比较分析，说明如何利用这些模型进行精确的仿真预测。 第三章：时域与频域分析的桥梁 理解信号在时域中的表现（上升时间、过冲、下冲）与在频域中的频谱分布之间的关系至关重要。本章将介绍傅里叶变换在信号分析中的应用，重点阐述带宽限制、信号频谱的展宽及其对系统裕量的影响。我们还将探讨如何使用眼图分析来综合评估系统的时域性能，并将其与频域指标（如回波损耗和插入损耗）关联起来。 第二部分：信号完整性关键参数与建模 本部分侧重于对信号失真进行量化描述和准确建模的技术。 第四章：反射与阻抗失配的精确分析 反射是信号完整性问题的首要原因。本章详细讲解了史密斯圆图在阻抗匹配中的应用，但核心放在了 TDR（时域反射测量）和 TDT（时域传输测量）技术。我们不仅讨论了如何操作这些仪器，更重要的是如何从测量结果中反演出PCB走线的实际阻抗轮廓、缺陷位置和寄生参数。 第五章：串扰的机理、量化与抑制 串扰（Crosstalk）是多信号系统中的常见难题。本章将串扰分为近端串扰（NEXT）和远端串扰（FEXT），详细推导了耦合电容 ($C_m$) 和耦合电感 ($L_m$) 对串扰电压的影响公式。随后，我们将介绍先进的串扰抑制技术，包括线间距优化、地线槽设计、以及差分对中的共模抑制比（CMRR）分析。 第六章：损耗与衰减的频率依赖性 在高频下，介质损耗（介质吸收）和导体损耗（集肤效应）变得不可忽视。本章深入探讨了介质损耗角正切 ($ andelta$) 对信号衰减的影响模型，并给出了计算 PCB 叠层中铜箔粗糙度导致的附加损耗的方法。 第三部分：高速电路与系统级设计实践 本部分将理论知识转化为具体的设计规则和验证流程。 第七章：PCB 布局与布线规则的工程实现 本章提供了针对 DDRx、PCIe 等主流高速接口的实践指导。详细阐述了等长蛇形走线的设计原则、差分对的布线规范（如线对内阻抗匹配、间距一致性），以及如何处理过孔（Via）带来的阻抗突变和反射。特别关注了电源完整性（Power Integrity, PI）与信号完整性的相互影响，强调了去耦电容的选型和布局对高速开关噪声的影响。 第八章：接地与电源完整性（PI）的协同设计 良好的接地是信号完整性的前提。本章专注于系统级接地设计，包括单点接地、多点接地和混合接地方案的适用性分析。我们将介绍 PDN（电源分配网络）的建模方法，并讨论如何通过仿真来确保 PDN 的阻抗在工作带宽内满足设计规范，有效抑制瞬态电流尖峰导致的电压跌落。 第九章：仿真工具与设计验证流程 本章指导读者如何有效地使用商业仿真软件（如 Keysight ADS, Ansys HFSS, Cadence Sigrity 等）进行 SI 分析。内容涵盖从全波三维（3D）电磁场仿真到系统级电路级仿真的工作流程。重点讲解了如何构建准确的 IBIS-AMI 模型来验证更高阶的 SerDes 链路，以及如何将仿真结果与实际硬件测试（如眼图、抖动容限测试的替代方法）进行校准。 总结 本书强调理论与实践的紧密结合，通过大量的工程案例和数学推导，旨在帮助读者构建对高速电磁现象的直观理解。它不仅是技术人员进行 SI 分析和电路优化的工具书，更是提升系统设计水平的理论参考。本书严格聚焦于基于导体的电子系统信号传输，其内容体系与光通信领域中的特定传输介质和调制特性无直接关联。

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这本书的章节逻辑编排，体现出一种深思熟虑的教学路线图。它不是简单地罗列知识点，而是遵循了从基础原理到复杂系统分析的自然递进关系。初学者可以很顺畅地建立起对时域不确定性来源的认识，逐步理解随机抖动（RJ）和确定性抖动（DJ）的物理根源。更令人称道的是，作者并没有将抖动和漂移视为孤立的噪声源，而是将其置于整个系统性能评估的大框架下进行讨论。例如，在谈到时钟恢复电路（CDR）的性能优化时，它把PLL的带宽、锁定范围与抖动的抑制能力紧密结合起来分析，而不是割裂开来处理。这种宏观视野让我这个长期在具体环节打转的工程师，重新审视了整个链路设计的全局优化策略，对理解“为什么某些优化措施会产生意想不到的副作用”有了更深刻的洞察。

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我特别欣赏作者在理论推导和实际工程应用之间的平衡把握。很多教材或专著，要么是纯粹的数学推导，把人绕得晕头转向，要么就是停留在概念层面，缺乏可操作性。但这本书完全避开了这种极端。它并没有回避那些高深的数学模型，但每次引入一个复杂概念后，紧接着就会用非常贴近实际光模块或光纤链路的场景来佐证，告诉我“这个参数在实际系统中意味着什么”。比如，它对眼图闭合和抖动分离的讲解，那种由理论到实践的过渡，流畅得如同一个经验丰富的老教授在为你单独授课。我记得有一章专门讨论了不同调制格式下抖动的敏感性差异，作者直接引用了实际测量数据作为对比，而不是仅仅停留在仿真结果上，这使得整个论述变得极其扎实可信，直接能指导我优化我们现有产品的收发机设计。

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我尤其欣赏书中对“测量”这一环节的重视程度，这与书名中“工程计算与测量”的定位高度契合。很多理论书籍在测量部分往往一带而过，但这本书却用相当的篇幅详细剖析了不同测量设备——示波器、误码率测试仪（BERT）——在处理高速信号抖动时的内在工作原理和限制。它不仅仅是告诉你“用这个按钮可以测出某个值”，而是深入解释了这些仪器内部的采样率选择、等效时间带宽的计算，以及如何设置合适的带宽限制来避免引入额外的仪器噪声。这种对测量过程“内在机制”的揭示，使得我们不仅仅是一个操作者，更成为了一个能够批判性评估测量结果的工程师。当我按照书中的建议调整了示波器的输入阻抗匹配后，我发现我们日常监测的眼图清晰度有了肉眼可见的改善，这直接证明了书中关于信号完整性对测量的影响分析的价值。

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这本书的装帧设计简直是行业内的标杆，从封面到内页的排版，都透着一种严谨而专业的味道。尤其是那种哑光纸张的触感，拿在手里就感觉分量十足，不是那种轻飘飘的速成品。我个人非常注重工具书的视觉体验，因为很多时候我们是需要反复查阅的，一个舒适的阅读界面能极大提升学习效率。内页的图表绘制清晰度达到了专业级别，即便是那些复杂的时域波形图和频谱分析图，线条的锐利度和灰度层次感都处理得恰到好处，没有出现任何模糊不清或者信息堆砌的现象。特别是作者对于关键公式的排版，采用了统一的数学符号规范，这对于我们这些需要对照标准进行设计和验证的工程师来说，简直是福音。我能感觉到，排版团队在这本书的制作上投入了巨大的心力，他们显然懂得，一本优秀的工程技术书籍，其物理形态和内容质量同等重要。这种对细节的极致追求，让我对书中内容的专业度又多了一份信任感。

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这本书的语言风格有一种罕见的、毫不矫饰的坦诚。它没有使用那种故作高深的行文腔调，而是用一种非常直接、甚至略带“直男”式工程语言来阐述问题。对于那些公认的难题，比如如何精确分离不同来源的抖动成分，作者没有试图给出万能的“黑箱”公式，而是非常坦诚地指出了现有测量方法的局限性和近似性，并明确指出了在不同测量仪器（如实时示波波器与采样示波器）下进行PJ/DJ分离的注意事项和潜在误差来源。这种基于“实际工程妥协”的写作方式，让我感觉作者是真正从一线“踩过坑”过来的专家，而不是闭门造车。这种真诚的态度，极大地增强了读者对技术描述的信任度，让人觉得书中每一句“建议”都带着实战的重量。

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