射频电路设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:电子工业出版社

作者:黄智伟

出品人:

页数:307

译者:

出版时间:2006-4

价格:27.80元

装帧:简裝本

isbn号码:9787121024450

丛书系列:

图书标签:

• RF
• BISHE
• 射频电路
• 射频设计
• 微波电路
• 电路分析
• 模拟电路
• 电子工程
• 通信工程
• 高频电路
• 无线通信
• 射频器件

好的，这是一份图书简介，书名为《信号完整性与电源完整性：PCB设计关键技术与实践》，内容聚焦于高速数字电路设计中至关重要的信号和电源完整性问题。 信号完整性与电源完整性：PCB设计关键技术与实践 第一部分：高速数字系统中的信号完整性基础 在现代电子系统中，随着时钟频率的不断攀升和数据传输速率的飞速增长，信号完整性（Signal Integrity, SI）已成为决定系统性能与可靠性的核心要素。本书深入剖析了信号完整性的物理基础与理论模型，旨在为工程师提供一套系统、实用的分析与设计方法。 1. 1 信号完整性的物理本质与模型 本章从电磁场理论的视角出发，详细阐述了信号在传输线上传播的物理过程。我们首先回顾了基本传输线理论，包括特性阻抗、传播延迟和衰减，并重点讨论了时间域与频域分析的相互关系。在高速系统中，信号的上升时间远小于信号的传输延迟，这使得传输线效应不可忽视。书中引入了“互连”的概念，将PCB走线、过孔和连接器视为复杂的无源网络，并利用这些模型来预测信号在不同环境下的行为。我们详细介绍了TDR（时域反射计）和TDT（时域透射）的基本原理及其在阻抗匹配分析中的应用，强调了如何通过这些测量工具来验证设计是否满足阻抗控制的要求。 1. 2 串扰与噪声耦合机制 串扰（Crosstalk）是影响多线并行传输系统性能的主要因素之一。本章系统地梳理了串扰的形成机理，包括容性耦合（耦合电容 $C_{c}$）和感性耦合（耦合电感 $L_{m}$）。我们详细分析了相邻走线之间的耦合系数计算方法，并探讨了耦合路径对信号质量的影响，特别是对上升沿的拖尾和过冲的影响。通过大量的仿真实例，我们展示了间距、走线长度、层叠结构以及信号的驱动能力如何共同作用于串扰的大小。此外，本章还涵盖了反射（Reflection）和回波损耗（Return Loss）的理论，解释了阻抗失配如何导致能量在传输线两端不断反射，从而引起信号失真和系统误码率的上升。 1. 3 信号完整性设计规则与优化策略 在本部分，我们将理论知识转化为实际可操作的设计指南。内容涵盖了PCB布局、布线和叠层设计中的关键考量。重点讨论了阻抗匹配的实施，包括如何精确控制走线宽度、介电常数（$epsilon_r$）以及与参考平面之间的距离。我们详细阐述了过孔（Via）对信号完整性的负面影响，并提供了最小化过孔效应的设计技巧，如使用盲孔/埋孔、限制过孔的封装尺寸以及处理过孔的过孔残桩（Stub）问题。针对高速差分信号对，本章深入探讨了差分阻抗的控制、奇偶模式阻抗的平衡以及蛇形线（Serpentine Routing）对延迟匹配的优化，确保了眼图的良好形状。 第二部分：电源完整性——PCB设计的基石 电源完整性（Power Integrity, PI）是高速数字电路稳定运行的物理基础。一个设计精良的信号系统，如果电源系统设计不当，其性能仍将大打折扣。本书的第二部分聚焦于如何构建一个低阻抗、低噪声的电源分配网络（Power Delivery Network, PDN）。 2. 1 电源分配网络（PDN）的建立与分析 PDN的本质是一个复杂的并联谐振网络，它必须在宽频率范围内为芯片提供稳定、低噪声的电压。本章首先介绍了PDN的拓扑结构，包括电源层、地平面以及去耦电容的布局。我们详细分析了直流阻抗（DC Impedance）和交流阻抗（AC Impedance）的差异。直流分析关注于静态电流下的压降（IR Drop），介绍如何利用有限元或有限差分方法进行IR降分析，确保芯片管脚电压满足规格要求。 2. 2 去耦电容的设计与优化 去耦电容是PDN中抑制高频噪声的关键元件。本章深入探讨了电容选型（MLCC、电解电容等）的频率响应特性，以及等效串联电感（ESL）和等效串联电阻（ESR）对去耦性能的制约。我们引入了PDN阻抗目标谱的概念，指导工程师如何根据芯片的开关噪声特性（$Delta I$ 和 $f_{max}$）来设计一个“阶梯式”的去耦电容阵列，实现宽频带的低阻抗覆盖。书中特别强调了电容的布局位置、封装尺寸以及与芯片引脚的连接路径对其实际去耦效果的决定性影响。 2. 3 封装效应与地弹（Ground Bounce） 芯片封装本身及其与PCB的连接构成了PDN的一部分，对高频性能至关重要。我们分析了引线键合（Wire Bond）和倒装芯片（Flip Chip）封装在电源传输上的差异，并重点讨论了封装寄生电感和电容对系统噪声的影响。地弹（Ground Bounce）是由于大电流快速切换时，地线回路电感上产生的瞬态电压波动。本章详细剖析了地弹的产生机制，提出了通过最小化地线回路面积、优化电源层和地层之间的耦合度、以及合理布置去耦电容组来有效抑制地弹的实践方法。 第三部分：仿真、测量与系统级验证 理论分析和设计规则必须通过严谨的仿真和精确的测量来验证。本书的最后一部分提供了从设计到验证的完整流程。 3. 1 电磁场仿真工具的应用 本章介绍了主流的2D/3D全波电磁场（EM）仿真软件在SI/PI分析中的应用场景。重点讲解了如何建立准确的PCB模型，包括层叠结构、材料属性（介质损耗 $ andelta$）和走线拓扑。我们展示了如何利用S参数模型来评估互连器件的频率响应，以及如何将仿真结果（如S参数、IR Drop热图）集成到系统级仿真环境中。 3. 2 信号质量的眼图分析 眼图是评估高速信号质量最直观的工具。本章详细解读了眼图的各个参数——眼高（Eye Height）、眼宽（Eye Width）、抖动（Jitter）、上升/下降时间——及其与系统误码率（BER）之间的关系。我们指导读者如何从实际测量或仿真得到的眼图中，准确判断信号失真是由反射、串扰还是抖动引起的，并据此采取针对性的设计修正措施。 3. 3 抖动分析与容限设计 抖动是高速设计的核心挑战之一。本章将抖动分解为确定性抖动（DJ）和随机抖动（RJ），并探讨了TJ（Total Jitter）的统计模型。书中提供了先进的抖动容限测试（Jitter Tolerance Testing）方法，以及如何基于传输路径的抖动裕度来优化时钟恢复电路（CDR）的设计。最终目标是确保在最坏的工作条件下，接收端仍能拥有足够的建立时间窗口来准确采样数据。 本书特点： 深度与广度并重： 理论基础扎实，覆盖了从麦克斯韦方程到实际PCB布局的完整链条。 实践导向： 提供了大量实际工程案例和量化的设计参数，避免了空泛的理论说教。 前沿聚焦： 深入探讨了超高速（如PCIe Gen5/6，DDR5/LPDDR5）系统中特有的设计挑战与解决方案。 本书适合有一定电子电路基础的高级电子工程师、PCB设计工程师、系统架构师以及相关专业的硕士和博士研究生作为参考和学习资料。掌握本书内容，将使读者能够设计出具有卓越信号完整性和电源完整性的高性能、高可靠性电子产品。

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这本书的魅力还在于其对细节的极致追求。在阅读的过程中，我常常惊叹于作者对每一个参数、每一个元件的考究。他会详细解释为何某个电容的选择会对电路的稳定性产生如此重大的影响，或者为什么特定的布局方式能够有效抑制寄生参数的干扰。这些看似微小的细节，在射频领域却是至关重要的。作者并没有止步于给出“为什么”，而是深入浅出地剖析了背后的机理，让我看到了技术背后严密的物理定律和工程权衡。这种对细节的尊重，也让我对“工匠精神”有了更深刻的理解。在当今追求快速迭代的时代，能够沉下心来打磨每一个细节，本身就是一种难能可贵的品质。我开始觉得，很多我们习以为常的“理所当然”，背后都蕴含着无数次的实验、推导和优化。这种对卓越的追求，不仅体现在技术本身，也反映了作者的学术态度和职业操守。我甚至在想，如果将这种精神迁移到其他需要精益求精的领域，会带来怎样的改变？

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读完这本书，我最大的感受是，射频电路设计绝非孤立的技术，它与许多其他学科有着千丝万缕的联系。作者在解释某些原理时，会不自觉地引入物理学、数学甚至材料学的概念。例如，在讲解电磁场理论时，他会提及麦克斯韦方程组的深刻内涵；在分析电路性能时，他对损耗的讨论又会触及材料的导电特性。这让我意识到，一个先进的技术领域，往往是多学科交叉融合的产物。它要求从业者不仅要有深厚的技术功底，还需要具备广阔的知识视野。这种跨学科的视角，让我对未来的技术发展方向有了更清晰的认识。我开始觉得，未来的技术进步，很可能就发生在不同学科的“交界处”。而这本书，恰恰为我展示了射频这一具体领域是如何巧妙地融合了多门学科的智慧，从而诞生出令人惊叹的工程实践。这种“连接”的思维，对我未来在任何技术领域的发展，都具有重要的借鉴意义。

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这本书的名字叫《射频电路设计》，但我想分享一下我阅读过程中的一些意外发现和思考，这些可能与书中直接的射频技术讲解不完全挂钩，却也给我带来了不小的启发。 首先，我被书中严谨的逻辑和清晰的思路深深吸引。尽管我并非射频领域的科班出身，但作者层层递进的讲解方式，将复杂的概念拆解得井井有条，让我仿佛走进了作者精心构建的知识殿堂。即使某些公式和定理初看令人望而却步，但通过作者的引导，结合具体的实例分析，我逐渐能够理解其背后的物理意义和工程应用。这种“润物细无声”的教学方式，比单纯堆砌理论更加有效。我开始意识到，理解一个领域的精髓，不仅仅在于掌握其技术细节，更在于领会其构建知识体系的方法论。书中反复强调的“从全局到局部，再从局部回归全局”的分析思路，让我对如何解决工程问题有了新的认识。很多时候，我们之所以难以突破瓶颈，可能正是因为我们沉溺于局部细节，而忽略了宏观的系统设计。这本书就像一个优秀的向导，不仅带我认识了射频世界的奇妙，更教会了我如何去观察、去分析、去解决问题。我甚至开始反思自己在其他技术领域的学习方法，是否也能借鉴这种结构化、系统化的思维模式。

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我发现，这本书并非仅仅是干巴巴的技术参数和公式堆砌，它更像是一部充满智慧的“故事书”，讲述着科学家和工程师们如何一步步攻克难题，实现突破的故事。作者在讲解原理时，常常会穿插一些历史背景的介绍，或者引用一些著名科学家的思想，这使得枯燥的技术内容变得鲜活起来。我仿佛看到了那些在实验室里反复实验、在纸上反复演算的身影，感受到了他们面对困难时的坚持和最终的喜悦。这种叙事方式，极大地激发了我对科学探索的热情。我开始觉得，技术发展并非一蹴而就，而是无数个“小确幸”和“大发现”累积的结果。这种对科学史的温情回溯，让我对“创新”有了更深的理解，它不仅仅是提出一个全新的想法，更是基于前人的积累，在细微之处做出突破。我甚至觉得，这本书读起来，比很多科普读物还要有趣，因为它直接展现了科学的魅力所在。

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不得不说，这本书为我打开了一个全新的视角，让我看到了一个我过去几乎从未触及的世界。我过去对电子产品的理解，更多停留在“功能实现”层面，而通过这本书，我开始领略到“信号传输”的艺术。作者用生动的语言和丰富的图示，描绘了电磁波在导线和空间中的奇妙旅程，以及与之相关的各种挑战和解决方案。这让我对智能手机、无线通信基站等我们每天都在使用的设备，有了更深层次的敬畏。我开始思考，我们享受着如此便捷的无线生活，背后究竟凝聚了多少智慧和汗水。这种视角上的拓展，让我对科技的发展有了更全面的认识，不再仅仅关注产品的外观或易用性，而是去关注其内在的“生命力”——信号的健康传输。我甚至觉得，这本书与其说是一本技术手册，不如说是一次对现代通信技术“灵魂”的探索。它让我明白，看似无形的信号，其实是有着自己独特的“语言”和“规律”，而射频电路设计，就是试图理解并驾驭这种“语言”的艺术。

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