基於ANSYS的信號和電源完整性設計與分析（第2版）

《基於ANSYS的信號和電源完整性設計與分析（第2版）》是2020年電子工業出版社出版的圖書，作者是周潤景、蔡富佳。

基本介紹

• 中文名：基於ANSYS的信號和電源完整性設計與分析（第2版）
• 作者：周潤景、蔡富佳
• 出版社：電子工業出版社
• 出版時間：2020年10月1日 
• 頁數：304 頁
• 定價：68 元
• 開本：16 開 
• ISBN：9787121397356

內容簡介

本書主要介紹信號完整性（Signal Integrity，SI）、電源完整性（Power Integrity，PI）和電磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，EMC）等的基礎知識和設計要點，並結合實例詳細介紹了利用ANSYS 2019仿真平台完成相關仿真與分析的方法，使讀者不僅能深入了解高速電路設計的理念，還能掌握ANSYS 2019仿真操作流程和分析技巧，並運用類似的設計方法去解決相關的問題。 本書適合從事晶片封裝、PCB設計及數字電路硬體研發的工程技術人員閱讀使用，也可作為高等學校相關專業的教學用書。

目錄

第1章 信號完整性

1.1 信號完整性的要求及問題的產生

1.1.1 信號完整性的要求

1.1.2 信號完整性問題產生的原因

1.2 信號完整性問題的分類

1.2.1 反射

1.2.2 串擾

1.2.3 軌道塌陷

1.2.4 電磁干擾

1.3 傳輸線基礎理論

1.3.1 傳輸線

1.3.2 特性阻抗的計算

1.3.3 傳輸線的分類

1.3.4 傳輸線效應

1.3.5 避免傳輸線效應的方法

1.4 端接電阻匹配方式

1.4.1 並聯終端匹配

1.4.2 串聯終端匹配

1.4.3 戴維南終端匹配

1.4.4 AC終端匹配

1.4.5 肖特基二極體終端匹配

1.4.6 多負載的端接

1.5 仿真模型

1.5.1 IBIS模型

1.5.2 驗證IBIS模型

1.6 S參數

1.6.1 集總電路和分布電路

1.6.2 S參數的作用和含義

1.6.3 S參數在電路仿真中的套用

1.6.4 S參數的優/缺點

1.7 電磁場求解器

1.7.1 2D電磁場求解器

1.7.2 2.5D電磁場求解器

1.7.3 3D電磁場求解器

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差分線

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

3.2 SIwave提取傳輸線S參數

3.2.1 運行SIwave

3.2.2 確認檢查

3.2.3 分割差分線區域

3.2.4 自動生成連線埠

3.2.5 全局設定及仿真

3.2.6 計算S參數

3.2.7 導出S參數

3.3 差分對建模仿真分析

3.3.1 創建項目

3.3.2 設定求解類型

3.3.3 設定模型單位

3.3.4 創建差分線模型

3.4 在Designer中聯合仿真

3.5 PCIE的仿真與實測對比

3.5.1 測試環境與儀器介紹

3.5.2 仿真與實測對比

第4章 SFP+高速通道的仿真與測試

4.1 SFP+簡介

4.2 SFP+通道仿真

4.2.1 轉換Brd檔案到ANF檔案

4.2.2 切割開發板

4.2.3 使用SIwave創建連線埠

4.2.4 模型檢查

4.2.5 仿真參數設定

4.2.6 查看仿真結果

4.2.7 查看差分參數

4.2.8 導出S4P參數模型

4.3 系統級頻域S參數仿真

4.3.1 添加S參數模型

4.3.2 添加頻率掃描

4.3.3 查看仿真結果

4.4 TDR仿真

4.4.1 添加參數模型

4.4.2 建立瞬態分析

4.4.3 創建結果報告

4.5 時域眼圖仿真

4.5.1 輸入AMI模型

4.5.2 設定AMI模型

4.5.3 仿真設定

4.5.4 查看眼圖

4.5.5 添加眼罩

4.6 SFP+通道實際測試

4.7 本章小結

第5章 並行通道DDR仿真與分析

5.1 DDR相關特點的簡介

5.2 使用SIwave提取DDR的S參數

5.2.1 添加連線埠

5.2.2 生成連線埠

5.2.3 提取S參數

5.2.4 導出TouchstoneR File (.snp)

5.3 基於Designer的SI仿真

5.3.1 新建工程

5.3.2 選擇元器件

5.3.3 運行分析

5.4 DDR的SI+PI仿真

5.4.1 眼圖分析

5.4.2 SSN分析

5.4.3 選取更多頻率點的分析

5.5 IR壓降仿真

5.5.1 SIwave IR 壓降檢查

5.5.2 IR 壓降仿真

5.6 2.5D模型與3D模型在信號完整性中的對比分析

5.6.1 提取S參數

5.6.2 導出TouchstoneR檔案

5.6.3 在Desiner中創建工程

5.6.4 添加SIwave模型

5.6.5 添加IBIS模型

5.6.6 時域仿真

5.6.7 差分對導入HFSS中

5.6.8 2.5D及3D時域仿真與實測結果對比

5.7 本章總結

第6章 電源完整性

6.1 電源完整性概述

6.2 電源噪聲形成機理及危害

6.3 VRM

6.4 電容去耦原理

6.4.1 從儲能角度

6.4.2 從阻抗角度

6.5 PDN 阻抗分析

6.5.1 PDN簡介

6.5.2 PCB PDN仿真

6.6 PCB 諧振仿真

6.6.1 諧振簡介

6.6.2 PCB諧振仿真

6.6.3 去耦電容值的估算

6.6.4 放置去耦電容的方法

6.6.5 最佳化PCB諧振特性

6.7 傳導干擾和電壓噪聲測量

6.8 直流壓降分析

6.9 串列通道的SSN分析

6.9.1 仿真前準備工作

6.9.2 創建信號差分網路和電源網路

6.9.3 創建SSN的仿真電路

6.10 DDR3 的同步開關噪聲分析

6.10.1 Stratix IV GX FPGA開發板簡介

6.10.2 SIwave提取傳輸線S參數

6.10.3 在Designer中進行DDR的SSN分析

6.11 本章小結

第7章 輻射分析

7.1 電磁兼容概述

7.2 電磁兼容標準

7.3 電磁干擾方式

7.3.1 差模輻射

7.3.2 共模輻射

7.4 輻射仿真與分析

7.5 本章小結

第8章 信號完整性問題的場路協同仿真

8.1 SMA仿真

8.1.1 Stratix V GX信號完整性開發板簡介

8.1.2 從Cadence導入SIwave

8.1.3 在SIwave中進行SMA 通道仿真

8.2 SMA建模

8.2.1 PCB的切割

8.2.2 建立基座和同軸線纜

8.2.3 添加波連線埠

8.2.4 仿真設定

8.2.5 查看仿真結果

8.3 Designer對整個高速串列通道進行系統級仿真

8.3.1 導入參數模型

8.3.2 設定仿真參數和查看仿真結果

8.3.3 TDR仿真

8.3.4 時域眼圖分析

8.4 本章小結

第9章 PCB級電熱耦合對信號完整性的影響分析

9.1 電熱耦合與信號完整性基礎理論

9.1.1 PCB級電熱耦合分析方法

9.1.2 介質材料的介溫特性

9.1.3 基於相對介電常數的信號完整性理論

9.2 相對介電常數對PCB穩定工作時溫度分布的影響

9.2.1 研究對象的設計

9.2.2 電熱耦合仿真分析

9.2.3 結果分析

9.3 溫度變化對PCB相對介電常數的影響分析

9.3.1 實測樣品製作

9.3.2 基於分離式介電諧振器測量技術的相對介電常數測試

9.3.3 研究結果與分析

9.4 溫度變化對通道信號完整性的影響分析

9.4.1 電磁模型的建立

9.4.2 基於相對介電常數的信號完整性分析

9.4.3 研究結果與分析

9.5 本章小結