《高级信号完整性技术》深入探索高速PCB设计的必看宝藏图书分享

在当今的高速PCB设计领域，信号完整性 (Signal Integrity, SI) 已不再是一个可选项，而是决定产品成败的关键。随着时钟频率的不断攀升和信号边沿速率的急剧下降，曾经可以忽略不计的物理效应，如反射、串扰和损耗，如今已成为工程师们必须面对的严峻挑战。要在这场与物理定律的博弈中取胜，一本理论扎实、内容深入的参考书至关重要。

对于想了解信号完整性的同学，可以在老wu的博客网站里进行站内搜索关键字“信号完整”，但，老wu漏了一本被誉为“信号完整性工程师必读”的经典著作《高级信号完整性技术》，现在给补上。

《高级信号完整性技术》由 Stephen H. Hall 和 Howard L. Heck 共同撰写，中文版由张徐亮、鲍景富等人翻译，由电子工业出版社出版,ISBN:9787121259937。这本书并非一本入门读物，而是为那些已经具备一定信号完整性基础，并渴望深入理解其背后物理原理的工程师和学生量身打造。

本书的最大特色在于它从应用物理、通信和微波理论的视角，系统且深入地剖析了高速数字设计中的信号完整性问题。它不仅告诉我们“是什么”，更着重阐述了“为什么”，帮助读者建立一个坚实的理论基础。

为何它被誉为“宝藏书籍”？

1. 理论深度与实践结合： 本书完美地将深奥的理论与工程实践相结合。它通过大量的图表、公式和实例，将复杂的物理概念阐述得清晰易懂，帮助工程师将理论知识应用于实际的设计和调试工作中。

2. 系统性与全面性： 该书全面覆盖了从基础物理到高级应用的前沿课题，构建了一个完整的信号完整性知识体系。对于希望系统性学习并精通信号完整性技术的工程师来说，它是一本不可多得的参考书。

3. 解决问题的“秘籍”： 许多有经验的工程师表示，这本书是他们解决棘手信号完整性问题的“秘籍”。[3] 当遇到传统方法无法解决的难题时，回归本书，从最基本的物理原理出发，往往能找到豁然开朗的解决方案。

谁应该阅读这本书？

《高级信号完整性技术》适用于：

• 涉及高速传输链路的PCB设计工程师

• 电子工程、通信等相关专业的研究生和高年级本科生。

• 半导体行业，特别是从事高速数字电路、IC设计和封装的工程师。

• 所有希望从根本上理解并掌握信号完整性设计与分析技术的专业人士。

图书目录

第1章 简介：信号完整性的重要性
1.1 计算能力：过去和未来
1.2 问题
1.3 基础
1.4 总线设计的新领域
1.5 本书适用对象
1.6 小结
错误声明
参考文献

第2章 信号完整性的电磁学基础
2.1 麦克斯韦方程组
2.2 常见向量算子
2.3 波的传播
2.4 静电学
2.5 静磁学
2.6 能流和玻印亭向量
2.7 电磁波的反射
参考文献
习题

第3章 理想传输线基础
3.1 传输线结构
3.2 无损传输线上信号传播
3.3 传输线特性参数
3.4 无损传输线参数
3.5 传输线反射
3.6 时域反射计
参考文献
习题

第4章 串扰
4.1 互感与互容
4.2 耦合波动方程
4.3 耦合线路分析
4.4 模态分析
4.5 串扰*小化
4.6 小结
参考文献
习题

第5章 非理想导体模型
5.1 信号在无边界导电介质中传播
5.2 传输线的经典导体模型
5.3 表面粗糙度
5.4 非理想导体的传输线参数
参考文献
习题

第6章 电介质的电气特性
6.1 电介质极化
6.2 电介质材料的分类
6.3 频率相关的电介质行为
6.4 物理电介质模型的特性
6.5 纤维交织效应
6.6 环境变化对电介质行为的影响
6.7 有损电介质和实际导体的传输线参数
参考文献
习题

第7章 差分信号
7.1 消除共模噪声
7.2 差分串扰
7.3 虚参考平面
7.4 模态电压的传输
7.5 常用术语
7.6 差分信号的缺陷
参考文献
习题

第8章 物理信道的数学要求
8.1 时域仿真中的频域效应
8.2 物理信道的要求
参考文献
习题

第9章 数字工程的网络分析
9.1 高频电压和电流波
9.2 网络理论
9.3 S参数的物理性质
参考文献
习题

第10章 关于高速信道建模的讨论
10.1 建立传输线的物理模型
10.2 非理想返回路径
10.3 通孔
参考文献
习题

第11章 I/O电路和模型
11.1 I/O设计考虑因素
11.2 推挽式发射机
11.3 CMOS接收机
11.4 ESD保护电路
11.5 片上终端匹配
11.6 伯杰图
11.7 漏极开路发射机
11.8 差分电流模式发射机
11.9 低摆幅和差分接收机
11.10IBIS模型
11.11小结
参考文献
习题

第12章 均衡
12.1 分析与设计背景
12.2 连续时间线性均衡器
12.3 离散线性均衡器
12.4 决策反馈均衡
12.5 小结
参考文献
习题

第13章 时序抖动和噪声的建模及其容许值
13.1 眼图
13.2 误码率
13.3 抖动源及其容许值
13.4 噪声源及噪声容许值
13.5 峰值畸变分析法
13.6 小结
参考文献
习题

第14章 用响应曲面模型进行系统分析
14.1 模型设计的注意事项
14.2 案例分析：10 Gb/s差分PCB接口
14.3 基于*小方差拟合的RSM
14.4 拟合测量
14.5 重要性测试
14.6 置信区间
14.7 敏感度分析及设计优化
14.8 用蒙特卡罗仿真方法预测次品率
14.9 RSM的其他考虑
14.10小结
参考文献
习题

附录A 常用公式、恒等式、单位和常数
附录B 四端口网络的T参数到S参数转换
附录C 电路的F统计量
附录D 电路的T统计量
附录E 粗糙导体的趋肤电阻与内部电感的因果关系
附录F 0.25 μm MOSIS工艺的SPICE Level 3模型
中英文术语对照

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