基於ANSYS的信號和電源完整性設計與分析 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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周潤景，薑攀編著 著

圖書標籤:

• ANSYS
• 信號完整性
• 電源完整性
• PCB設計
• 電路分析
• 電磁場仿真
• 高速電路
• SI/PI
• 電子設計
• 仿真分析

店鋪： 文軒網旗艦店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121304958

商品編碼：11265520968

齣版時間：2017-01-01

作  者:周潤景,薑攀 編著 定  價:49 齣 版 社:電子工業齣版社 齣版日期:2017年01月01日 頁  數:241 裝  幀:平裝 ISBN:9787121304958 ●第1章  信號完整性
●1.1  信號完整性的要求及問題的産生
●1.2  信號完整性問題的分類
●1.3  傳輸綫基礎理論
●1.4  端接電阻匹配方式
●1.5  仿真模型
●1.6  S參數
●1.7  電磁場求解方法
●第2章  HDMI的仿真與測試
●2.1  HDMI簡介
●2.2  HDMI信號完整性前仿真分析
●2.3  HDMI信號完整性後仿真分析
●2.3.1  切割TMDS差分綫
●2.3.2  頻域分析
●2.3.3  時域分析
●2.3.4  差分對匹配
●2.3.5  實測對比
●2.4  本章小結
●第3章  PCIE仿真與測試
●3.1  PCIE簡介
●部分目錄

內容簡介

本書主要介紹信號完整性和電源完整性的基礎理論和設計方法，並結閤實例，詳細介紹瞭如何在ANSYS仿真平颱完成相關仿真並分析結果。同時，在常見的數字信號高速電路設計方麵，本書詳細介紹瞭高速並行總綫DDR3和高速串行總綫PCIE、SFP+傳輸的特點，以及運用ANSYS仿真平颱的分析流程和方法。本書特點是理論和實例相結閤，並且基於ANSYS 15.0的SIWave、HFSS、Designer仿真平颱，使讀者可以在軟件的實際操作過程中，理解高速電路設計理念，同時熟悉仿真工具和分析流程，發現相關的問題並運用類似的設計、仿真方法去解決。

《數字電路的奧秘：從原理到實踐的高級解析》 內容簡介： 本書旨在為讀者提供一套全麵而深入的數字電路設計與分析方法論，重點關注在當今高速、復雜數字係統中至關重要的信號完整性（Signal Integrity, SI）和電源完整性（Power Integrity, PI）兩大核心領域。我們將帶領讀者跨越理論的藩籬，深入理解數字信號在印製電路闆（PCB）上傳播時所麵臨的各種挑戰，以及如何通過精湛的設計與細緻的分析來規避潛在的問題，確保係統的高效、穩定運行。 第一部分：數字電路基礎與信號傳播 在進入信號和電源完整性分析的核心之前，本書將首先夯實讀者的數字電路基礎，並從根本上理解信號在物理介質中的傳播特性。 高速數字信號的本質： 我們將剖析數字信號的上升沿和下降沿，理解其並非理想的瞬時躍變，而是具有一定的頻譜特性。從時域和頻域的角度，深入理解快速開關和高頻分量對信號質量的影響，例如過衝（Overshoot）、下衝（Undershoot）、振鈴（Ringing）和毛刺（Glitches）等現象的産生根源。 傳輸綫理論 revisited： 盡管“傳輸綫”概念在許多電子工程教材中都有提及，但本書將以更貼近實際PCB設計和高速信號傳播的視角，重新審視傳輸綫理論。我們將重點講解特徵阻抗（Characteristic Impedance）、延遲（Delay）、反射（Reflection）以及串擾（Crosstalk）等關鍵參數的物理意義和計算方法。從微帶綫（Microstrip）和帶狀綫（Stripline）等典型PCB走綫結構齣發，講解阻抗匹配（Impedance Matching）的重要性，以及失配阻抗如何導緻能量的反射，進而影響信號的完整性。 PCB材料與結構的影響： PCB的基材（如FR-4、聚四氟乙烯PTFE等）及其層疊結構對信號傳播特性有著至關重要的影響。我們將深入探討介電常數（Dielectric Constant, εr）、損耗因子（Loss Tangent, tanδ）等參數如何影響信號的速度和衰減。同時，PCB的內層布綫、過孔（Via）的設計、焊盤（Pad）的形狀以及錶麵塗層等細節，都可能成為信號完整性問題的潛在源頭。 第二部分：信號完整性（SI）設計與分析 本部分是本書的重中之重，我們將詳細闡述信號完整性的關鍵概念、設計原則和分析方法。 反射與阻抗匹配： 深入講解信號在傳輸綫中的反射現象，包括端接（Termination）技術的必要性。我們將詳細介紹多種端接策略，如串聯端接（Series Termination）、並聯端接（Parallel Termination）、戴維南端接（Thevenin Termination）和RC端接等，分析它們各自的工作原理、適用場景以及設計考量。理解如何根據信號的驅動能力、負載特性和傳輸距離來選擇最閤適的端接方式，以最大限度地減少反射，確保信號在接收端得到清晰的恢復。 串擾與乾擾耦閤： 高速信號的快速跳變會嚮鄰近的信號綫輻射電磁場，從而在其他信號綫上感應齣乾擾信號，這就是串擾。我們將分析串擾的産生機理，包括前嚮串擾（Forward Crosstalk）和後嚮串擾（Backward Crosstalk），以及它們對接收信號的影響。深入探討如何通過走綫間距（Spacing）、地綫屏蔽（Ground Shielding）、差分對（Differential Pair）設計和走綫長度匹配（Length Matching）等技術來有效抑製串擾。 損耗與信號衰減： 隨著信號頻率的升高和傳輸距離的增加，信號在PCB走綫中會經曆介質損耗（Dielectric Loss）和導體損耗（Conductor Loss）。我們將詳細解析這些損耗的來源，以及它們如何導緻信號的幅度衰減和波形展寬（Jitter）。討論如何通過選擇低損耗的PCB材料、優化走綫寬度和高度、以及采用信號補償技術（如去加重De-emphasis和預加重Pre-emphasis）來緩解信號損耗。 時序與抖動（Jitter）： 在高速數字係統中，信號的到達時間和保持時間至關重要。抖動是信號時序上的不確定性，它會直接影響係統的時序裕量，甚至導緻誤碼。我們將深入分析抖動的來源，包括確定性抖動（Deterministic Jitter, DJ）和隨機抖動（Random Jitter, RJ），以及總抖動（Total Jitter, TJ）的構成。講解如何通過精確的時鍾設計、良好的信號完整性設計和閤規性檢查來控製抖動，確保數據的正確傳輸。 差分信號設計： 差分信號因其優越的共模噪聲抑製能力和更高的抗乾擾性能，在高速接口（如USB、PCIe、HDMI等）中得到瞭廣泛應用。我們將詳細介紹差分信號的原理，包括共模信號、差模信號以及差模阻抗。重點講解差分對的布綫規則，如走綫緊密耦閤、長度匹配、過孔對稱性以及端接策略等，以確保差分信號的完整性。 第三部分：電源完整性（PI）設計與分析 一個穩定可靠的電源是所有數字電路正常工作的基石。本部分將聚焦於電源完整性，解析其重要性以及相應的設計與分析方法。 電源分配網絡（PDN）的挑戰： PDN負責將電壓調節器（VRM）産生的穩定電壓輸送給芯片的各個功率引腳。在高密度、高功耗的數字係統中，PDN麵臨著瞬態電流需求（Transient Current Demand）、自感（Self-Inductance）和迴路阻抗（Loop Impedance）等挑戰。我們將分析芯片在不同工作模式下瞬時電流的劇烈變化，以及PDN的阻抗如何影響電壓的穩定性。 去耦電容（Decoupling Capacitors）的作用與選型： 去耦電容是PDN中最重要的組成部分，它們負責在芯片瞬時電流需求增加時提供局部儲能，吸收電壓跌落。我們將詳細介紹不同類型去耦電容（如陶瓷電容、鉭電容、電解電容）的頻率響應特性，以及如何根據芯片的功率需求和頻率範圍來選擇閤適容值、ESR（等效串聯電阻）和ESL（等效串聯電感）的電容組閤。講解電容的布局（Placement）和過孔（Via）對PDN阻抗的影響。 電源平麵（Power Plane）與地平麵（Ground Plane）的耦閤： 在多層PCB中，電源平麵和地平麵構成瞭低阻抗的電源分配路徑。我們將分析電源平麵和地平麵之間的電容和電感效應，以及它們如何共同影響PDN的整體阻抗。討論如何通過閤理的平麵分割、過孔連接以及濾波器的使用來優化PDN的性能。 PDN阻抗與電壓紋波（Voltage Ripple）： PDN的阻抗是衡量其性能的關鍵指標。我們將通過理論分析和仿真工具，講解如何計算和評估PDN的阻抗特性，特彆是其在不同頻率下的阻抗麯綫。低PDN阻抗是保證電壓穩定的前提，我們將探討如何通過優化PDN結構、選擇閤適的去耦電容和減少迴路電感來降低PDN阻抗，從而減小電壓紋波，滿足芯片的供電要求。 電源噪聲的傳播與抑製： 除瞭瞬態電流引起的問題，電源綫上也可能存在來自外部的噪聲乾擾。我們將分析不同來源的電源噪聲，以及它們如何在PDN中傳播。講解如何通過濾波器、磁珠（Ferrite Beads）以及閤理的接地策略來抑製電源噪聲。 第四部分：高級主題與綜閤應用 在掌握瞭信號和電源完整性的基本原理後，本書將進一步探討一些高級主題，並將理論與實際設計流程相結閤。 眼圖（Eye Diagram）分析： 眼圖是評估數字信號質量最直觀的工具之一。我們將詳細解析眼圖的構成要素，如眼高（Eye Height）、眼寬（Eye Width）、抖動（Jitter）和過衝/下衝（Overshoot/Undershoot），以及如何通過眼圖來判斷信號的閤規性和預測潛在的時序問題。 PCB設計流程中的SI/PI考量： 本部分將把SI/PI的分析方法融入到實際的PCB設計流程中。從原理圖設計、器件選型、PCB布局（Placement）到布綫（Routing）、 DRC（設計規則檢查）和LVS（版圖與原理圖一緻性檢查），我們將闡述如何在每一個環節中嵌入SI/PI的思考，以及如何利用EDA工具進行初步的SI/PI約束設置。 仿真工具的應用（非特定軟件）： 雖然本書不以特定軟件為重點，但我們將介紹在SI/PI分析中常用的仿真方法和技術。讀者將瞭解諸如S參數（S-parameters）分析、時域反射計（TDR）仿真、瞬態仿真、全波電磁場（Full-wave EM）仿真等在評估信號完整性和電源完整性中的作用。 最新趨勢與未來展望： 隨著集成電路性能的不斷提升和通信速率的不斷加快，信號和電源完整性麵臨的挑戰也日益嚴峻。我們將簡要介紹當前高速數字設計領域的一些前沿技術和發展趨勢，例如高頻材料的應用、高級封裝技術的影響、以及人工智能在SI/PI分析中的潛在應用等。 目標讀者： 本書適閤高等院校電子工程、通信工程、計算機科學與技術等相關專業的本科生、研究生，以及在數字電路設計、PCB設計、硬件開發等領域工作的工程師。讀者應具備一定的數字邏輯、電路分析和電磁場基礎知識。 本書特色： 理論與實踐相結閤： 深入淺齣的理論講解，輔以豐富的實際設計案例分析，幫助讀者建立係統性的理解。 全麵覆蓋： 涵蓋瞭信號完整性和電源完整性的核心概念、關鍵技術和分析方法。 循序漸進： 從基礎原理齣發，逐步深入到高級主題，適閤不同層次的讀者。 注重工程實踐： 強調設計約束的建立和仿真工具的應用，引導讀者掌握解決實際工程問題的能力。 通過閱讀本書，您將能夠更深刻地理解高速數字信號在PCB上的傳播行為，掌握有效的信號完整性與電源完整性設計策略，從而有效提升您所設計的數字係統的性能、穩定性和可靠性。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名，乍一聽，似乎是為那些已經掌握瞭一定電子設計基礎，並希望深入理解和應用專業仿真工具的讀者量身定製的。我是一名有著多年經驗的嵌入式係統工程師，在項目的後期調試階段，經常會遇到一些難以捉摸的信號異常或者電源不穩定的問題，這些問題往往與信號和電源完整性密切相關。雖然我瞭解其重要性，但總覺得在理論和實際操作之間缺少一個有效的連接點。我希望這本書能夠填補這個空白，它不僅僅是簡單介紹ANSYS軟件的功能，更應該深入探討如何將ANSYS應用於實際的SI/PI設計與分析過程中。我期待書中能夠提供一些“實戰”經驗，比如在處理某些特定類型的信號（例如DDR、PCIe）時，ANSYS能夠提供哪些有針對性的分析方法？在電源方麵，對於復雜的電源分配網絡，ANSYS又該如何進行有效的建模和仿真，以提前規避潛在的問題？我希望書中能包含一些關於如何優化PCB布局布綫，選擇閤適的元器件，以及如何設計高效的電源濾波和去耦網絡等方麵的實踐建議，並且這些建議都能與ANSYS的仿真結果緊密結閤，形成一個完整的解決方案。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡約大氣，書名《基於ANSYS的信號和電源完整性設計與分析》一下子就抓住瞭我的眼球。作為一個剛踏入電子設計領域的新人，信號完整性和電源完整性這兩個概念對我來說既熟悉又陌生，我知道它們很重要，但具體如何下手，如何運用工具進行分析，我一直感到摸不著頭緒。在網上搜尋相關資料時，這本書的信息彈瞭齣來，立刻引起瞭我的興趣。我對這本書最大的期待，就是它能夠提供一個清晰、係統性的學習路徑，幫助我從理論基礎到實際操作，一步步掌握信號和電源完整性分析的要領。我希望書中能有大量的案例研究，涵蓋不同類型的電路和應用場景，這樣我纔能更好地將所學知識融會貫通。例如，在處理高頻PCB設計時，如何通過ANSYS對走綫阻抗、串擾、時序進行仿真和優化，書中能否給齣詳細的步驟和技巧？在電源部分，如何識彆和解決電源噪聲、紋波問題，分析去耦電容的有效性，我也非常期待能有深入的講解。總而言之，我希望這本書能成為我通往信號和電源完整性領域的最佳啓濛導師，讓我能夠自信地應對實際設計挑戰，做齣高質量的電子産品。

評分☆☆☆☆☆

讀到《基於ANSYS的信號和電源完整性設計與分析》這個書名，我立刻感受到瞭一股濃厚的專業氣息。作為一名對電子工程領域充滿好奇心的學生，我知道信號和電源完整性是影響現代電子産品性能的關鍵因素，而ANSYS則是實現這些分析的強大工具。我特彆希望這本書能夠成為一座連接理論與實踐的橋梁。我期待它能提供紮實的理論基礎，清晰地解釋SI/PI背後的物理原理，例如電磁場理論、傳輸綫理論等等，但更重要的是，我希望它能深入講解如何在ANSYS環境中實現這些理論的仿真。例如，書中是否會提供具體的軟件操作指南，一步步指導讀者如何搭建模型、設置仿真參數、運行仿真，並最終解讀復雜的仿真報告？我希望書中包含一些實際的PCB設計案例，展示如何在ANSYS中模擬信號在PCB走綫上的傳播，分析信號反射、串擾、衰減等問題，並提齣相應的優化措施。同時，我也希望在電源完整性方麵，書中能有詳細的講解，比如如何仿真電源網絡的阻抗、如何評估去耦電容的有效性、以及如何處理電源噪聲等。如果書中能提供一些對仿真結果進行後處理和優化的技巧，那就更完美瞭。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名《基於ANSYS的信號和電源完整性設計與分析》讓我聯想到一本可能非常實用、非常技術性的參考書。我之前有過一些接觸，知道信號完整性（SI）和電源完整性（PI）在高速數字電路設計中至關重要，它們直接關係到電路的性能、可靠性和功耗。而ANSYS作為業界領先的仿真軟件，在解決這些問題上有著強大的能力。我希望這本書能夠像一本“武功秘籍”一樣，詳細地講解如何運用ANSYS的各項功能來解決SI/PI問題。比如，在SI方麵，它是否能夠詳細闡述如何建立PCB模型，如何設置激勵和端口，如何進行反射、串擾、損耗的仿真，以及如何解讀仿真結果並給齣優化建議？在PI方麵，它是否能指導我們如何對電源網絡進行建模，如何分析IR Drop、EMI，如何評估去耦網絡的有效性？我特彆關注書中是否能提供一些進階的分析技術，例如如何處理信號在復雜傳輸綫上的行為，或者如何進行多物理場耦閤分析，以獲得更全麵的理解。如果書中能包含一些關於ANSYS軟件操作的截圖或者流程圖，那就更好瞭，這樣學習起來會更加直觀和容易上手。

評分☆☆☆☆☆

從書名《基於ANSYS的信號和電源完整性設計與分析》來看，這本書似乎是一本專注於利用專業仿真工具解決實際工程問題的指南。我是一名有著幾年工作經驗的工程師，在實際項目中，常常會遇到一些棘手的信號完整性和電源完整性問題，雖然我有一些理論知識，但往往在解決問題的過程中缺乏係統性的方法和工具支持。ANSYS軟件在工程仿真領域有著廣泛的應用，如果這本書能夠深入淺齣地介紹如何利用ANSYS來有效地進行SI/PI分析，那將對我非常有價值。我尤其感興趣的是，書中是否會提供一些針對特定應用場景的分析案例，例如在高性能計算、通信設備、或者汽車電子等領域，如何運用ANSYS來優化設計。我希望能看到書中不僅僅是介紹軟件操作，更重要的是能夠結閤工程實踐，講解分析的邏輯、方法和結果的解讀，指導我如何根據仿真結果來做齣明智的設計決策，從而提高産品性能，縮短開發周期。我期待這本書能夠成為我解決復雜SI/PI問題的“得力助手”，幫助我在職業生涯中更上一層樓。