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第1章 基础知识 1

1.1线性时不变集总参数电路的阻抗 1

1.2功率比 2

1.3比例变换准则 3

1.3.1物理尺寸比例变换 4

1.3.2功率比例变换 6

1.3.3时间比例变换 6

1.3.4恒定电压时的阻抗比例变换 8

1.3.5介电常数比例变换 9

1.3.6磁导率比例变换 10

1.4谐振的概念 11

1.5数字输入下线性系统最大响应 15

第2章 传输线的参数 20

2.1电报方程 21

2.1.1刺线的优良工作特性 23

2.1.2电流连续性原理及信号的返回电流 24

2.2电报方程 26

2.2.1特性阻抗Zc 26

2.2.2特性阻抗的变化 28

2.2.3阻抗Zc与参数R、 L、 G、 C的关系 28

2.2.4传播常数γ 30

2.2.5传播常数γ参数R、 L、 G、 C的关系 31

2.3理想传输线 32

2.4直流电阻 36

2.5直流电导 38

2.6趋肤效应 38

2.6.1趋肤效应的产生 38

2.6.2导体内的涡流 40

2.6.3串联电阻的高低频近似 41

2.7趋肤效应电感 43

2.8内阻抗的计算 43

2.8.1内阻抗的实际模型 46

2.8.2矩形截面导体 47

2.9趋肤效应的同心环模型 48

2.9.1趋肤效应模型 49

2.9.2关于趋肤效应模型的讨论 50

2.10邻近效应 51

2.10.1邻近因子 52

2.10.2同轴电缆的邻近效应 54

2.10.3微带线与带状线电路的邻近效应 54

2.10.4邻近效应总结 54

2.11表面粗糙效应 57

2.11.1表面粗糙产生的严重后果 57

2.11.2粗糙效应的起始频率 58

2.11.3 PCB材料的粗糙度 59

2.11.4控制粗糙度的方法 59

2.12电介质效应 60

2.12.1介质损耗角正切 63

2.12.2混合物的介电常数 63

2.12.3混合物的损耗角正切 64

2.12.4填充因子未知时损耗角正切的计算 66

2.12.5因果性与网络函数的关系 66

2.12.6根据测得的损耗角正切计算？ 69

2.12.7 Kramers-Kronig公式 72

2.12.8复磁导率 72

2.13返回路径的串联阻抗 73

2.14片上慢波模式 74

第3章 性能区域 76

3.1信号传输模型 76

3.2性能区域的划分 80

3.3相关的数学基础知识：输入阻抗与传递函数 83

3.4集总参数元件区 84

3.4.1集总参数特性区域的边界 85

3.4.2∏形电路模型 86

3.4.3集总参数特性区域H函数的泰勒级数近似 87

3.4.4集总参数特性区域的输入阻抗 87

3.4.5集总参数特性区域的传递函数 89

3.4.6集总参数特性区域的阶跃响应 91

3.5 RC特性区域 93

3.5.1 RC特性区域的边界 93

3.5.2 RC特性区域的输入阻抗 94

3.5.3 RC特性区域的特性阻抗 94

3.5.4 RC区域的一般特性 95

3.5.5 RC特性区域的传播常数 97

3.5.6 RC特性区域的传输函数 97

3.5.7 RC区域单位阶跃响应 98

3.5.8距离与速度间折中（RC特性区域） 99

3.5.9阶跃响应的闭式结果（RC特性区域） 99

3.5.10 Elmore延迟估计（RC区域） 99

3.6 LC特性区域（恒定损耗区） 103

3.6.1 LC特性区域的边界 103

3.6.2特性阻抗（LC区域） 104

3.6.3 TDR测量中串联电阻的影响 105

3.6.4传播常数（LC特性区域） 108

3.6.5 LC特性区域的强谐振 109

3.6.6 LC传输线的端接 111

3.6.7速度与距离的折中 114

3.6.8混合工作模式（LC与RC两个特性区域） 114

3.7趋肤效应区域 115

3.7.1趋肤效应区域的边界 115

3.7.2趋肤效应区域的特性阻抗 116

3.7.3趋肤效应对TDR测量响应的影响 117

3.7.4趋肤效应区域的传播常数 117

3.7.5趋肤效应区的强谐振 120

3.7.6趋肤效应区的阶跃响应 121

3.7.7趋肤效应区距离与速度的折中 124

3.8介质损耗区域 125

3.8.1介质损耗区域的边界 125

3.8.2介质损耗区域的特性阻抗 126

3.8.3介质损耗对TDR测量的影响 128

3.8.4介质损耗区域的传播常数 128

3.8.5介质损耗区的强谐振 131

3.8.6介质损耗区的阶跃响应 132

3.8.7介质损耗区距离与速度的折中 135

3.9波导色散区域 135

3.10各区域间临界点小结 136

3.11传输媒质的等效原则 138

3.12铜质传输线的比例变换 141

3.13多模光纤的比例变换 144

3.14线性均衡：长底板引线举例 144

3.15 自适应均衡在增速网络收发器中的应用 147

第4章 频域建模 149

4.1非线性分析 149

4.2离散傅里叶变换 150

4.3离散时间映射 151

4.4 FFT的其他限制 152

4.5 FFT程序输出的归一化 153

4.6常用的傅里叶变换对 154

4.7欠采样的影响 155

4.8频域仿真的实现 156

4.9常见问题 158

4.9.1总传输延迟过大引起波形移出时间窗的影响 158

4.9.2任意数据序列的变换 158

4.9.3时域波形的移位 158

4.9.4复杂系统的建模 159

4.9.5差分模型 159

4.10 FFT程序输出的校核 159

第5章PCB（印制电路板）线 161

5.1 PCB信号传输 162

5.1.1特性阻抗与延迟 162

5.1.2阻抗效应 162

5.1.3介质效应 169

5.1.4趋肤效应与介质损耗效应的混合作用 177

5.1.5非TEM模式 178

5.2传输距离的限制 182

5.3 PCB噪声与干扰 186

5.3.1 PCB的反射 186

5.3.2 PCB串扰 200

5.4 PCB连接器 205

5.4.1串扰的产生 205

5.4.2净通孔的影响 207

5.4.3接头的测量 208

5.4.4锥削形过渡 209

5.4.5跨立式接头 211

5.4.6电缆屏蔽层的接地 212

5.5过孔建模 213

5.5.1过孔的增量参数 213

5.5.2过孔的三种模型 215

5.5.3悬置过孔 216

5.5.4电容值 217

5.5.5电感值 222

5.6片上互连发展前景展望 227

第6章 差分信号 229

6.1单端电路 229

6.2双线电路 233

6.3差分信号传输 234

6.4差模与共模电压、电流 237

6.5差分和共模速度 238

6.6共模平衡 238

6.7共模范围 239

6.8差模与共模的转换 239

6.9差模阻抗 240

6.9.1奇模阻抗与无耦合阻抗间的关系 242

6.9.2为什么奇模阻抗总小于无耦合阻抗 242

6.9.3差分反射 243

6.10 PCB结构 243

6.10.1差分（微带）线的阻抗 244

6.10.2边缘耦合带状线 246

6.10.3线对中引线分开的情形 252

6.10.4宽边耦合带状线 253

6.11 PCB的一些应用 257

6.11.1与外部的平衡差分传输媒质进行匹配连接 257

6.11.2抑制地弹噪声 257

6.11.3使用差分信号传输方式减少电磁干扰（EMI） 258

6.11.4抑制接头中的噪声 259

6.11.5减小时钟倾斜失真 260

6.11.6本地串扰的抑制 261

6.11.7关于传输线的一本较好参考书 263

6.11.8差分时钟 263

6.11.9差分结构的终端 264

6.11.10差分U形弯 266

6.11.11布线引起的斜变 267

6.11.12减小斜变的方法 268

6.12机柜间的互连 269

6.12.1带状双绞线电缆 270

6.12.2防止大的接地偏移 271

6.12.3抗外部射频干扰特性 272

6.12.4差分接收机对趋肤效应损耗和其他高频损耗有更好的耐受性 273

6.13 LVDS信号 274

6.13.1输出电平 275

6.13.2共模输出 275

6.13.3共模噪声容限 275

6.13.4差模噪声容限 276

6.13.5迟滞现象 276

6.13.6阻抗控制 276

6.13.7引线的辐射 278

6.13.8上升时间 278

6.13.9输入电容 279

6.13.10斜变 279

6.13.11安全保护 279

第7章 建筑物通用电缆标准 281

7.1通用电缆的结构 283

7.2信噪比估算 286

7.3电缆的有关术语 286

7.4电缆的优化组合 287

7.5关于楼宇布线电缆常见问题解答 288

7.6交叉线 289

7.7通风系统电缆 290

7.8无冷却措施的阁楼空间布线 291

7.9关于较老电缆类型的常见问题解答 291

第8章100Ω平衡双绞线对电缆 293

8.1 UTP电缆的信号传输 294

8.1.1 UTP电缆模型 295

8.1.2金属传输模型的修正 297

8.2 UTP传输实例：1 0BASE-T 299

8.3 UTP噪声和干扰 303

8.3.1 UTP：远端反射 303

8.3.2 UTP：近端反射 306

8.3.3 UTP：混合电路 310

8.3.4 UTP的近端串扰 314

8.3.5 UTP的异源串扰 317

8.3.6 UTP的远端串扰 317

8.3.7 NEXT和ELFEXT的功率和 319

8.3.8 UTP的射频干扰 319

8.3.9 UTP电缆的辐射 321

8.4 UTP电缆接头 322

8.5屏蔽问题 325

8.6 3型UTP电缆的温度特性 326

第9章150 Ω STP-A电缆 327

9.1 150Ω STP-A电缆信号传输 327

9.2 150Ω STP-A电缆噪声和干扰 328

9.3 150Ω STP-A电缆的斜变 328

9.4 150Ω STP-A电缆的辐射和安全性 329

9.5 150Ω STP-A电缆与UTP电缆比较 329

9.6 150Ω STP-A接头 330

第10章 同轴电缆 333

10.1同轴电缆中的信号传播 334

10.1.1绞合结构中心导体 339

10.1.2采用50Ω电缆的意义 339

10.1.3关于50Ω的讨论信 341

10.2同轴电缆的噪声和干扰 343

10.2.1同轴电缆的远端反射噪声 343

10.2.2同轴电缆的射频干扰 343

10.2.3同轴电缆的辐射 344

10.2.4同轴电缆的安全性 344

10.3同轴电缆接头 346

第11章 光缆 349

11.1玻璃光纤的制作工艺 349

11.2成品光纤纤心指标 350

11.3光缆 352

11.4工作波长 353

11.5多模光缆 354

11.5.1多模信号的传输 355

11.5.2为什么渐变型光纤优于阶跃型光纤 358

11.5.3多模光纤的标准 359

11.5.4 50 μm光纤的使用 360

11.5.5多模光纤性能的评估 361

11.5.6抖动 370

11.5.7多模光纤的噪声和干扰 371

11.5.8多模光纤的安全性 372

11.5.9激光源激励多模光纤 372

11.5.10 VSCEL二极管 374

11.5.11多模光纤连接器 375

11.6单模光缆 376

11.6.1单模信号传输 376

11.6.2单模光纤的噪声和干扰 377

11.6.3单模光纤的安全性 377

11.6.4单模光纤连接器 377

第12章 时钟分布 378

12.1一些额外的提示 380

12.2时钟斜变的计算 381

12.3时钟中继器 385

12.3.1主动斜变修正 388

12.3.2零延迟时钟中继器 388

12.3.3对线长的补偿 389

12.4带状线和微带线的时延 391

12.5时钟传输线做终端加载的重要性 393

12.6时钟接收机门限的效应 394

12.7劈分终端的影响 395

12.8有意的延迟调节 397

12.8.1固定延迟的实现 397

12.8.2可变延迟的实现 399

12.8.3可编程自动延迟器 400

12.8.4蛇形延迟线 401

12.8.5 U形弯的耦合 402

12.9加载激励源带多个负载 405

12.9.1 T形结构与非T形结构 407

12.9.2双负载的驱动 411

12.10数据处理链时钟分布 413

12.11信号的抖动 417

12.11.1在何种情况下需要关注时钟抖动 419

12.11.2时钟抖动的测量方法 426

12.12时钟源、转发器及PLL电路的馈电滤波 432

12.12.1良好的电源 434

12.12.2净化电源 436

12.13人为时钟调制 437

12.13.1有关信号完整性的讨论邮件 438

12.13.2无抖动时钟 440

12.14采用减小的电压产生信号 441

12.15 时钟线上串扰的抑制 441

12.16辐射的减小 442

第13章 时域仿真工具及仿真方法 444

13.1振荡问题的新纪元 444

13.2信号完整性的仿真 445

13.2.1建模的程度 446

13.2.2参数提取之后的工作 446

13.2.3注意事项 447

13.3仿真引擎的基本工作原理 447

13.3.1 Spice在时间域的进一步推展 449

13.3.2 Spice类算法的缺陷 449

13.3.3传输线 450

13.3.4对结果的解释 451

13.3.5能动地使用Spice 452

13.4 IBIS（输入/输出缓冲信息规范） 453

13.4.1 IBIS的概念 453

13.4.2 IBIS的创立者 453

13.4.3 IBIS的优点 454

13.4.4 IBIS的不足 454

13.4.5如何做会更有帮助 455

13.5 IBIS的历史回顾及发展前景 455

13.5.1 IBIS的历史回顾 456

13.5.2与Spice的比较 456

13.5.3发展前景 456

13.6 IBIS的插值问题 457

13.7 IBIS的SSO噪声问题 459

13.8 EMC工作的本质 461

13.9馈电谐振和接地谐振 462

附录A信号完整性部门的组建 464

附录B损耗斜率的计算 466

附录C二端口网络分析 467

附录D ∏模型的精度 472

附录E误差函数erf（） 474