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中兴提供的信号完整性基础知识。

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简介:
第1章 高速数字系统设计的信号完整性分析导论 71.1. 基本概念 71.2. 理想的数字信号波形 71.2.1. 理想的TTL数字信号波形 71.2.2. 理想的CMOS数字信号波形 71.2.3. 理想的ECL数字信号波形 81.3. 数字信号的畸变(或信号不完整) 81.3.1. 地线电阻对电压降的影响——地电平(0电平)直流引起的低电平提升 81.3.2. 信号线电阻对电压降的影响 81.3.3. 电源线电阻对电压降的影响 101.3.4。转换噪声 11串扰噪声 111。3。6 反射噪声 121。3。7边沿畸变 121。4 研究的目的 13 本章旨在降低产品成本,缩短研发周期并降低开发成本,同时提升产品性能和可靠性。 (略) 本章研究领域涵盖各种电路的工作原理、各种电路的噪声容限、各种电路在系统中的噪声、系统各部件的频率特性、信号传输、信号延迟以及PCB结构设计、电源分配设计和地、电源滤波等内容。(略) 本章的研究手段包括物理实验验证,数学模型计算,软件模拟分析以及经验规则估计。 第2章 数字电路工作原理 第2章探讨了数字电路的分类,重点介绍了GaAs(砷化钾)的速度快但功耗大且制作原料剧毒,目前尚处于不成熟的应用阶段;硅是应用最为广泛且不断发展的材料;此外还介绍了TTL、CMOS和LVDS等电路结构及其特点,以及ECL(PECL)等其他数字电路技术。 第2章还详细阐述了电路特性,包括转换特性、V/I特性(电压与电流之间的关系曲线)、热特性及寿命,直流噪声容限NMDC和交流噪声容限NMAC,以及电路互连方面的内容,如工作电压、逻辑电平范围和噪声(N)。最后讨论了电路选型的基本原则:采用标准器件、满足够用原则并尽量减少品种和类型。 第3章传输线理论 第3章深入探讨了传输线理论,涵盖了基本概念和传输线的基本特性,包括传输线特性阻抗和传输线的时间延迟;根据应用场景将传输线分为非平衡式传输线和平衡式传输线;并详细介绍了常用传输线种类如圆导线、微带线和带状线。此外还讨论了反射和匹配的概念,包括反射系数计算以及传输线的临界长度及其终端匹配和端接方法;同时分析了串扰效应及其模型图;并探讨了负载效应及其相关的最小间隔、集中负载、分布负载及径向负载;最后讨论了负载驱动方式包括点对点驱动、串推驱动以及星型和扇型驱动方式;并总结了传输线的损耗及信号质量问题如集肤效应、邻近效应、辐射损耗以及介质损耗。 第4章直流电源分布系统设计 第4章阐述了直流电源分布系统的基本概念,包括平面(Plane)的概念及其作用为电流回路提供最低阻抗回路;明确了设计目标:提供稳定的电压参考,提供低阻抗的接地连接与电源连接,提供低交流阻抗通路以及为数字逻辑电路工作提供电源;并详细规定了一些一般设计规则如多层板叠层结构的设计考虑因素及在高速数字设计中的规则;随后讨论了电流回路的基本概念及环路面积要求,参考平面的开槽,连接器的隔离盘,去耦电容及其应用包括低频大容量去耦电容(BULK)、高频去耦电容,多层片式陶瓷电容材料选择,表面贴装电容布局布线,埋入式电容等; 最后还探讨了噪声抑制方法如系统电源变化,系统电源的电位差,系统逻辑地的电位差以及地电平抖动等 。

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    《中兴信号完整性基础知识》一书深入浅出地介绍了信号完整性的理论知识及其在通信设备设计中的应用实践,旨在帮助工程师理解和解决高速电路设计中的关键问题。 第1章 高速数字系统设计的信号完整性分析导论 1.1 基本概念 1.2 理想的数字信号波形 - 7理想的TTL数字信号波形 - 理想的CMOS数字信号波形 - 理想的其他类型数字信号波形 1.3 数字系统中的常见问题 - 由电阻、电容和电感引起的电压降 - 非平衡传输线导致的问题 2 直流电源分布系统设计 2.1 基本概念 - 分布式电源系统的定义及重要性 - 平面布局在电路板中的应用 2.2 设计目标 - 为数字信号提供稳定的电压参考 - 提供低阻抗的接地和电源连接 - 确保交流路径具有较低的电阻 3 多层PCB设计 3.1 层叠结构的设计原则 3.2 PCB电流回路的概念及优化 4 去耦电容的应用与选择 4.1 低频大容量去耦电容器的选择 4.2 高频去耦电容器的使用技巧 4.3 多层陶瓷片式电容器材料的选择 5 干扰抑制策略 - 系统电源波动处理方法 - 地平面抖动问题解决方案 6 传输线特性 6.1 反射与匹配 6.2 负载效应及其影响 6.3 不同类型的负载驱动方式 6.4 损耗因素对信号质量的影响 7 布局布线技巧 - 表面贴装电容器布局原则 - 多层PCB中的平面电容设计 - 使用埋入式电容的优势与局限性 8 其他关键概念 - 传输线临界长度的计算 - 终端匹配技术的应用 - 平衡和非平衡传输线路的区别 9 高速数字电路中常见的问题及解决方案 包括但不限于电压降、反射现象以及地平面抖动等。
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    本课程旨在为学员提供信号完整性的基础理论与实践知识,涵盖SI基本概念、分析方法及解决策略,助力工程师提升高速电路设计能力。 信号完整性基础培训(Signal Integrity SI)旨在对信号性能进行分析。
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    本书为读者提供了一本关于S参数的基础教程,旨在帮助工程师和学生理解并掌握信号完整性的核心概念与分析方法。 前面已经介绍了反射、串扰、损耗等传输线效应。那么如何衡量这些传输线效应呢?在实际应用中,并不需要我们用公式来计算这些问题的参数,这一节我们将介绍S参数。 S参数在微波和射频设计领域非常重要,因为它具有以下优点: 1. S参数易于测量且能够准确反映高频特性。 2. 它的概念简单、分析方便,便于深入理解测试及建模中可能存在的问题。 为什么说S参数能为信号完整性分析带来便利呢?首先来看一下从驱动器发出的信号到达接收器件并接收到正确波形的过程中需要经过哪些路径。高速信号传输通道通常包括:在驱动器和接收器封装内部有bonding wire/bump、substrate布线以及BGA ball;而在PCB板上则包含换层过孔、微带或带状线路、匹配元件及连接器等。 这些组成部分可能会导致阻抗不连续性和损耗等问题。当信号速率较低时,可以忽略过孔、BGA球和直角走线这类非理想因素带来的寄生效应,在进行阻抗匹配设计时仅需考虑驱动电阻与传输线的特性阻抗即可。然而随着信号速度提升,任何互联链路中的不理想因素都可能影响到整个链路性能。
  • 概念.pdf
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    本PDF文件详尽介绍了电子工程领域中的信号完整性基本概念,包括延迟、反射和串扰等现象,适合初学者及专业人员参考学习。 近年来,随着通讯技术和计算机技术的快速发展,高速数字电路在设计中的应用日益广泛。数字接入设备的交换能力已从百兆、千兆发展到几十千兆级别,对信号完整性技术的需求也变得越来越迫切。 系统地综合运用信号完整性技术可以为中大规模电子系统的研发带来诸多益处,包括缩短开发周期、降低产品和研发成本、提高产品的性能与可靠性。数字电路不仅具备逻辑功能特性,还具有丰富的模拟特性。设计工程师需要精确测定或估算各种噪声的幅度及其时域变化,并合理分配抗干扰能力以应对这些噪声,在确保总噪声不超过电路承受范围的前提下保证产品质量。 为了满足中兴上研一所科研工作的需求,我们基于过去两年在信号完整性技术合作的基础上克服了时间紧迫和任务繁重的问题编写完成了硬件设计培训系列教材中的“信号完整性”部分。由于经验与知识的限制,这份教材可能还存在不足之处,欢迎读者及专家们提出宝贵意见。 本份教材主要面向所内的硬件工程师,并根据我所在的实际状况精选编撰了四个章节:第一章导论、第二章数字电路工作原理、第三章传输线理论以及第四章直流供电系统设计。我们相信这些内容会为大家带来帮助并解决在信号完整性方面遇到的问题和困扰。 在此过程中,特别感谢沙国海、张亚东、沈煜、何广敏、钟建兔、刘辉及曹俊等多位同事的指导与支持,在审稿阶段提出了宝贵的建议意见。
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  • 硬件设计与电路设计(SI)及概念思维导图
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    本资料深入浅出地介绍了硬件和电路设计中信号完整性的基本知识和关键概念,通过思维导图的形式帮助读者系统掌握SI理论及其应用实践。 我推荐的思维导图是“信号完整性基础知识”。该思维导图以信号完整性为核心概念,辐射出信号保真度、信号时序、信号阻抗、反射与串扰以及S参数等关键知识点。这些知识点彼此关联,形成一个完整且实用的知识体系。 信号完整性在电子工程中是一个至关重要的概念,它确保了数字系统的正常运行。对于任何电子设备而言,保证信号的完美传输是必不可少的。如果信号在传输过程中出现中断或变形,则可能导致设备误操作甚至整个系统故障。 这份思维导图提供了一个全面视角,帮助理解信号完整性的基础,并激发对电子工程中信号处理更深层次的理解和思考。无论你是学生还是专业工程师,这将是你学习信号完整性不可或缺的学习资源。 信号完整性(SI)是高速电路设计中的核心要素,在整个电子设计流程中占据重要位置。它涉及确保数字信号在传输过程中准确无误地传递以保证系统正常运行的问题。当信号受到干扰、反射或串扰等影响时,可能导致失真并引发系统错误。 反射问题主要由阻抗不连续性引起,例如输入输出端的阻抗不匹配、线宽变化以及过孔和接插件的存在都会导致这种情况发生。这些因素会导致噪声增加,并且随着传输延迟时间(Tr)的增长而有所缓解;然而这也会使信号上升沿变慢。为消除反射影响,可以采用合适的拓扑结构设计、保持互连线宽度一致并减少使用过多的过孔与接插件,同时进行端接匹配处理如源端串联或终端并联等方法。 在串扰中,桩线(stub)会引发反射现象,在桩线延迟达到Tr的一半时产生最大噪声。因此建议尽量避免长桩设计,并采用短桩和分支线路来减少这种影响。此外,容性或感性阻抗不连续也会延长接收端的传输时间,进而导致信号到达延迟并降低质量。为了控制反射噪声水平通常要求其不超过5%。 串扰是另一种常见的问题类型,分为电容性和电感性耦合两种形式,并包括近端和远端串扰现象。前者发生在靠近信号线的位置上,随着耦合长度增加而逐步增强直至达到饱和状态;后者主要出现在表层走线上并且具有更长的饱和距离,其影响因素还包括上升时间和线路间距等条件。通过调整这些参数并采用适当的抗干扰技术如优化布线布局和使用特定拓扑结构(例如点对点、菊花链或星形网络),可以有效控制串扰现象。 掌握信号完整性的基本概念对于高速电路设计至关重要。利用“信号完整性基础知识”思维导图,无论是学生还是工程师都能够更好地理解和解决实际设计中的问题,从而提高电子设备的性能和可靠性。在具体应用中需要综合考虑各种因素如线宽、过孔数量以及端接匹配等以实现最佳传输效果。
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    《C++基础知识教程完整版》是一本全面介绍C++编程语言核心概念与应用技巧的学习指南,适合初学者系统掌握C++语法和程序设计方法。 目录 1. 简介 - 怎样使用本教程 2. C++基础 2.1 基础知识(Basics of C++) - 2.1.1 程序结构 (Structure of a program) - 2.1.2 变量与数据类型 (Variables and Data types) - 2.1.3 常量 (Constants) - 2.1.4 操作符/运算符 (Operators) - 2.1.5 控制台交互(Communication through console) 3. 控制结构和函数 - 3.1 控制结构(Control Structures) - 3.2 函数I (Functions I) - 3.3 函数II (Functions II) 4. 高级数据类型 - 4.1 数组 (Arrays) - 4.2 字符序列(Character Sequences) - 4.3 指针(Pointers) - 4.4 动态内存分配(Dynamic memory allocation) - 4.5 数据结构(Data Structures) - 4.6 自定义数据类型(User defined data types) 5. 面向对象编程 - 5.1 类、构造函数和析构函数、类的指针 (Classes, Constructors and Destructors, Pointers to classes) - 5.2 操作符重载,this,静态成员(Overloading Operators, this, Static members) - 5.3 类之间的关系:friend,继承(Relationships between classes: friend, Inheritance) - 5.4 虚拟成员、抽象、多态(Virtual Members, Abstraction and Polymorphism) 6. C++高级概念 - 6.1 模板(Templates) - 6.2 名空间(Namespaces) - 6.3 出错处理(Exception handling) - 6.4 类型转换高级(Advanced Class Type-casting) - 6.5 预处理指令(Preprocessor Directives) 7. C++标准函数库 - 7.1 文件的输入输出(Input/Output with files) C++基础教程简介 怎样使用本教程:读者可以根据自己的进度和兴趣直接从目录进入任意章节学习,每页底部有链接方便继续阅读。许多小节包含例题帮助理解关键知识点的应用。建议在开始下一章之前先熟悉这些例子,并尝试修改它们以增加新功能。 读者范围:适合所有想学C++的用户,无需其他编程语言背景或计算机知识的基础要求,但如果有相关经验将有助于学习过程。对于有C语言基础的人来说前三章可以作为复习内容来使用,尽管某些语法可能有所不同。 教程结构:本教程分为六个章节,并且每个章节都有若干小节以方便阅读和理解。读者可以根据自己的进度选择进入任何章节开始学习。 兼容性备注:ANSI-C++标准在1997年首次发表并在2003年进行了修订,尽管C++语言自二十世纪八十年代就已经存在了。由于很多编译器是在这个时间点之前发布的,所以它们可能不支持一些新功能。本教程中会标记出那些新增的功能以及与旧版有显著差异的概念。 编译器:所有示例程序都是控制台应用程序,并且可以在任何C++编译器上运行。有关如何使用特定编译器的信息,请参考该工具的用户手册。 推荐开发环境:除了常见的商业收费软件之外,还有许多免费但功能强大的选项可供选择。
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