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第1章 信号完整性分析概论1

1.1 信号完整性的含义2

1.2 单一网络的信号质量3

1.3 串扰5

1.4 轨道塌陷噪声7

1.5 电磁干扰（EMI）9

1.6 信号完整性的两个重要推论10

1.7 电子产品的趋势10

1.8 新设计方法学的必要性14

1.9 一种新的产品设计方法学14

1.10 仿真15

1.11 模型与建模17

1.12 通过计算创建电路模型18

1.13 三种测量技术21

1.14 测量的作用23

1.15 小结25

第2章 时域与频域26

2.1 时域26

2.2 频域中的正弦波27

2.3 频域中解决问题的捷径28

2.4 正弦波特征29

2.5 傅里叶变换30

2.6 重复信号的频谱32

2.7 理想方波的频谱33

2.8 从频域到时域34

2.9 带宽对上升时间的影响35

2.10 带宽及上升时间37

2.11 “有效的”含义38

2.12 实际信号的带宽40

2.13 带宽和时钟频率41

2.14 测量的带宽42

2.15 模型的带宽44

2.16 互连线的带宽45

2.17 小结47

第3章 阻抗和电气模型48

3.1 用阻抗描述信号完整性48

3.2 阻抗的含义50

3.3 实际的和理想的电路元件51

3.4 时域中理想电阻的阻抗52

3.5 时域中理想电容的阻抗53

3.6 时域中理想电感的阻抗54

3.7 频域中的阻抗55

3.8 等效电气电路模型58

3.9 电路理论和SPICE59

3.10 建模简介62

3.11 小结65

第4章 电阻的物理基础66

4.1 将物理设计转化为电气性能66

4.2 互连线电阻的最佳近似67

4.3 体电阻率68

4.4 单位长度电阻69

4.5 方块电阻70

4.6 小结72

第5章 电容的物理基础74

5.1 电容中的电流流动74

5.2 球面电容75

5.3 平行板近似76

5.4 介电常数77

5.5 电源、地平面和去耦电容78

5.6 单位长度电容80

5.7 二维场求解器83

5.8 有效介电常数85

5.9 小结87

第6章 电感的物理基础89

6.1 电感的含义89

6.2 电感定律之一：电流周围将形成闭合磁力线圈89

6.3 电感定律之二：电感是导体上流过单位安培电流时，导体周围磁力线圈的韦伯值91

6.4 自感和互感91

6.5 电感定律之三：当导体周围的磁力线圈匝数变化时，导体两端将产生感应电压93

6.6 局部电感94

6.7 有效电感、总电感或净电感及地弹98

6.8 回路自感和回路互感101

6.9 电源分布系统（PDS）和回路电感104

6.10 单位面积的回路电感107

6.11 平面和过孔接触孔的回路电感108

6.12 具有出砂孔区域的平面回路电感109

6.13 回路互感110

6.14 等效电感111

6.15 电感分类112

6.16 电流分布和趋肤深度112

6.17 高导磁率材料118

6.18 涡流119

6.19 小结121

第7章 传输线的物理基础122

7.1 不再使用“地”这个词122

7.2 信号123

7.3 均匀传输线124

7.4 铜中的电子速度125

7.5 传输线上的信号速度126

7.6 前沿的空间延伸128

7.7 信号必须名副其实128

7.8 传输线的瞬态阻抗130

7.9 特性阻抗和可控阻抗132

7.10 著名的特性阻抗134

7.11 传输线的阻抗135

7.12 传输线的驱动138

7.13 返回路径140

7.14 返回路径中参考平面的切换142

7.15 传输线的一阶模型149

7.16 特性阻抗的近似计算152

7.17 用二维场求解器计算特性阻抗154

7.18 n节集总电路模型158

7.19 特性阻抗与频率的关系162

7.20 小结163

第8章 传输线与反射165

8.1 阻抗变化处的反射165

8.2 反射形成机理166

8.3 阻性负载的反射168

8.4 驱动源的内阻抗170

8.5 反弹图171

8.6 反射波形仿真173

8.7 使用TDR测量反射173

8.8 传输线和非故意突变175

8.9 何时需要端接177

8.10 点对点拓扑的通用端接策略178

8.11 短串接传输线的反射180

8.12 短桩线传输线的反射182

8.13 容性终端负载的反射183

8.14 连线中途的容性负载反射184

8.15 容性时延累加186

8.16 拐角和过孔的影响187

8.17 有载线191

8.18 感性突变产生的反射193

8.19 补偿196

8.20 小结197

第9章 有损线、上升边退化和材料特性198

9.1 有损线的不良影响198

9.2 传输线中的损耗200

9.3 损耗源：导线电阻和趋肤效应201

9.4 损耗源：介质204

9.5 介质耗散因子206

9.6 耗散因子的真实含义208

9.7 有损传输线建模211

9.8 有损传输线的特性阻抗215

9.9 有损传输线中的信号速度217

9.10 衰减与dB218

9.11 有损线上的衰减221

9.12 频域中有损线特性的度量226

9.13 互连线的带宽229

9.14 有损线的时域行为233

9.15 改善传输线眼图235

9.16 预加重和均衡化237

9.17 小结237

第10章 传输线的串扰239

10.1 叠加239

10.2 耦合源：电容和电感240

10.3 传输线上的串扰：NEXT（近端串扰）和FEXT（远端串扰）241

10.4 描述串扰242

10.5 SPICE电容矩阵243

10.6 Maxwel电容矩阵和二维场求解器246

10.7 电感矩阵250

10.8 均匀传输线上的串扰和饱和长度251

10.9 容性耦合电流254

10.10 感性耦合电流256

10.11 近端串扰257

10.12 远端串扰260

10.13 减小远端串扰264

10.14 仿真串扰265

10.15 防护布线269

10.16 串扰和介电常数274

10.17 串扰和时序275

10.18 开关噪声277

10.19 降低串扰措施分类279

10.20 小结279

第11章 差分对与差分阻抗281

11.1 差分信号281

11.2 差分对284

11.3 无耦合时的差分阻抗285

11.4 耦合的影响287

11.5 差分阻抗的计算292

11.6 差分对的返回电流分布294

11.7 奇模和偶模298

11.8 差分阻抗与奇模阻抗300

11.9 共模阻抗和偶模阻抗301

11.10 差分、共模信号及奇模、偶模电压分量303

11.11 每种模态的速度及远端串扰304

11.12 耦合传输线的理想差分对模型308

11.13 奇模和偶模阻抗的测量309

11.14 差分和共模信号的端接311

11.15 差分信号向共模信号的转化314

11.16 EMI和共模信号317

11.17 差分对中的串扰320

11.18 返回路径中的间隙322

11.19 紧密与非紧密耦合324

11.20 根据电容和电感矩阵元素计算奇模和偶模325

11.21 特性阻抗矩阵327

11.22 小结329

附录A 100条使信号完整性问题最小化的通用设计原则330

附录B 100条估计信号完整性效应的经验法则334

附录C 参考文献340

附录D 术语表342