《高速信號傳輸》是高速信號傳輸應用領域享譽國際的經典教材與工具書。高速數字設計重在研究基本的電路結構,而高速信號傳輸則重在研究傳輸線如何達到其速度和距離的極限問題。全書共13章,內容涉及不同傳輸線參數的基本理論,包括趨膚效應、鄰近效應、介質損耗和表面粗糙度,以及適用于所有導體媒質的通用頻域響應模型;由頻域傳遞函數計算時域波形;特殊傳輸媒質,包括單端PCB引線、差分媒質、通用建筑布線標準、非屏蔽雙絞線對、150歐姆屏蔽雙絞線對、同軸電纜及光纖;時鐘分布的各種問題;采用Spice模型和IBIS模型進行仿真的限制。
第1 章 基礎知識
1.1 線性時不變集總參數電路的阻抗
1.2 功率比
1.3 比例變換準則
1.3.1 物理尺寸比例變換
1.3.2 功率比例變換
1.3.3 時間比例變換
1.3.4 恒定電壓時的阻抗比例變換
1.3.5 介電常數比例變換
1.3.6 磁導率比例變換
1.4 諧振的概念
1.5 數字輸入下線性系統最大響應
第2 章 傳輸線的參數
2.1 電報方程
2.1.1 刺線的優良工作特性
2.1.2 電流連續性原理及信號的返回電流
2.2 電報方程
2.2.1 特性阻抗ZC
2.2.2 特性阻抗的變化
2.2.3 阻抗ZC與參數R、L、G、C的關系
2.2.4 傳播常數γ
2.2.5 傳播常數γ與參數R、L、G、C的關系
2.3 理想傳輸線
2.4 直流電阻
2.5 直流電導
2.6 趨膚效應
2.6.1 趨膚效應的產生
2.6.2 導體內的渦流
2.6.3 串聯電阻的高低頻近似
2.7 趨膚效應電感
2.8 內阻抗的計算
2.8.1 內阻抗的實際模型
2.8.2 矩形截面導體
2.9 趨膚效應的同心環模型
2.9.1 趨膚效應模型
2.9.2 關于趨膚效應模型的討論
2.10 鄰近效應
2.10.1 鄰近因子
2.10.2 同軸電纜的鄰近效應
2.10.3 微帶線與帶狀線電路的鄰近效應
2.10.4 鄰近效應總結
2.11 表面粗糙效應
2.11.1 表面粗糙產生的嚴重后果
2.11.2 粗糙效應的起始頻率
2.11.3 PCB材料的粗糙度
2.11.4 控制粗糙度的方法
2.12 電介質效應
2.12.1 介質損耗角正切
2.12.2 混合物的介電常數
2.12.3 混合物的損耗角正切
2.12.4 填充因子未知時損耗角正切的計算
2.12.5 因果性與網絡函數的關系
2.12.6 根據測得的損耗角正切計算|εr|
2.12.7 Kramers-Kronig 公式
2.12.8 復磁導率
2.13 返回路徑的串聯阻抗
2.14 片上慢波模式
第3 章 性能區域
3.1 信號傳輸模型
3.2 性能區域的劃分
3.3 相關的數學基礎知識:輸入阻抗與傳遞函數
3.4 集總參數元件區
3.4.1 集總參數特性區域的邊界
3.4.2 Π 形電路模型
3.4.3 集總參數特性區域H函數的泰勒級數近似
3.4.4 集總參數特性區域的輸入阻抗
3.4.5 集總參數特性區域的傳遞函數
3.4.6 集總參數特性區域的階躍響應
3.5 RC特性區域
3.5.1 RC特性區域的邊界
3.5.2 RC特性區域的輸入阻抗
3.5.3 RC特性區域的特性阻抗
3.5.4 RC區域的一般特性
3.5.5 RC特性區域的傳播常數
3.5.6 RC特性區域的傳輸函數
3.5.7 RC區域單位階躍響應
3.5.8 距離與速度間折中(RC特性區域)
3.5.9 階躍響應的閉式結果(RC特性區域)
3.5.10 Elmore 延遲估計(RC區域)
3.6 LC特性區域(恒定損耗區) 103
3.6.1 LC特性區域的邊界
3.6.2 特性阻抗(LC區域) 104
3.6.3 TDR測量中串聯電阻的影響
3.6.4 傳播常數(LC特性區域) 108
3.6.5 LC特性區域的強諧振
3.6.6 LC傳輸線的端接
3.6.7 速度與距離的折中
3.6.8 混合工作模式(LC與RC兩個特性區域)
3.7 趨膚效應區域
3.7.1 趨膚效應區域的邊界
3.7.2 趨膚效應區域的特性阻抗
3.7.3 趨膚效應對TDR測量響應的影響
3.7.4 趨膚效應區域的傳播常數
3.7.5 趨膚效應區的強諧振
3.7.6 趨膚效應區的階躍響應
3.7.7 趨膚效應區距離與速度的折中
3.8 介質損耗區域
3.8.1 介質損耗區域的邊界
3.8.2 介質損耗區域的特性阻抗
3.8.3 介質損耗對TDR測量的影響
3.8.4 介質損耗區域的傳播常數
3.8.5 介質損耗區的強諧振
3.8.6 介質損耗區的階躍響應
3.8.7 介質損耗區距離與速度的折中
3.9 波導色散區域
3.10 各區域間臨界點小結
3.11 傳輸媒質的等效原則
3.12 銅質傳輸線的比例變換
3.13 多模光纖的比例變換
3.14 線性均衡:長底板引線舉例
3.15 自適應均衡在增速網絡收發器中的應用
第4 章 頻域建模
4.1 非線性分析
4.2 離散傅里葉變換
4.3 離散時間映射
4.4 FFT 的其他限制
4.5 FFT 程序輸出的歸一化
4.6 常用的傅里葉變換對
4.7 欠采樣的影響
4.8 頻域仿真的實現
4.9 常見問題
4.9.1 總傳輸延遲過大引起波形移出時間窗的影響
4.9.2 任意數據序列的變換
4.9.3 時域波形的移位
4.9.4 復雜系統的建模
4.9.5 差分模型
4.10 FFT 程序輸出的校核
第5 章 PCB(印制電路板)線
5.1 PCB信號傳輸
5.1.1 特性阻抗與延遲
5.1.2 阻抗效應
5.1.3 介質效應
5.1.4 趨膚效應與介質損耗效應的混合作用
5.1.5 非TEM模式
5.2 傳輸距離的限制
5.3 PCB噪聲與干擾
5.3.1 PCB的反射
5.3.2 PCB串擾
5.4 PCB連接器
5.4.1 串擾的產生
5.4.2 凈通孔的影響
5.4.3 接頭的測量
5.4.4 錐削形過渡
5.4.5 跨立式接頭
5.4.6 電纜屏蔽層的接地
5.5 過孔建模
5.5.1 過孔的增量參數
5.5.2 過孔的三種模型
5.5.3 懸置過孔
5.5.4 電容值
5.5.5 電感值
5.6 片上互連發展前景展望
第6 章 差分信號
6.1 單端電路
6.2 雙線電路
6.3 差分信號傳輸
6.4 差模與共模電壓、電流
6.5 差分和共模速度
6.6 共模平衡
6.7 共模范圍
6.8 差模與共模的轉換
6.9 差模阻抗
6.9.1 奇模阻抗與無耦合阻抗間的關系
6.9.2 為什么奇模阻抗總小于無耦合阻抗
6.9.3 差分反射
6.10 PCB 結構
6.10.1 差分(微帶)線的阻抗
6.10.2 邊緣耦合帶狀線
6.10.3 線對中引線分開的情形
6.10.4 寬邊耦合帶狀線
6.11 PCB 的一些應用
6.11.1 與外部的平衡差分傳輸媒質進行匹配連接
6.11.2 抑制地彈噪聲
6.11.3 使用差分信號傳輸方式減少電磁干擾(EMI)
6.11.4 抑制接頭中的噪聲
6.11.5 減小時鐘傾斜失真
6.11.6 本地串擾的抑制
6.11.7 關于傳輸線的一本較好參考書
6.11.8 差分時鐘
6.11.9 差分結構的終端
6.11.10 差分U形彎
6.11.11 布線引起的斜變
6.11.12 減小斜變的方法
6.12 機柜間的互連
6.12.1 帶狀雙絞線電纜
6.12.2 防止大的接地偏移
6.12.3 抗外部射頻干擾特性
6.12.4 差分接收機對趨膚效應損耗和其他高頻損耗有更好的耐受性
6.13 LVDS 信號
6.13.1 輸出電平
6.13.2 共模輸出
6.13.3 共模噪聲容限
6.13.4 差模噪聲容限
6.13.5 遲滯現象
6.13.6 阻抗控制
6.13.7 引線的輻射
6.13.8 上升時間
6.13.9 輸入電容
6.13.10 斜變 279
6.13.11 安全保護
第7 章 建筑物通用電纜標準
7.1 通用電纜的結構
7.2 信噪比估算
7.3 電纜的有關術語
7.4 電纜的優化組合
7.5 關于樓宇布線電纜常見問題解答
7.6 交叉線
7.7 通風系統電纜
7.8 無冷卻措施的閣樓空間布線