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第1章 信号完整性仿真分析方法概述 1

1.1信号完整性研究的内容 1

1.2信号完整性与其他课程的关系 7

1.3电磁场类研究方向之间的关系 7

1.4信号完整性与电磁兼容之间的关系 8

1.5信号完整性与PCB设计之间的关系 8

1.6信号完整性常用仿真分析软件介绍 9

1.7本书的章节结构安排 11

第2章用Ansoft S12D进行二维参数提取 11

2.1 SI2D简介 11

2.1.1什么是SI2D提取器 11

2.1.2二维场求解器的设计环境 11

2.1.3快速启动S12D 12

2.2例题 13

2.2.1同轴线 13

2.2.2同轴线——从三维模型导出二维模型 21

2.2.3差分对 30

2.2.4过度蚀刻 42

2.2.5键合线 49

2.2.6串扰 56

2.2.7平面波导 63

2.2.8接地的平面波导 71

第3章用Q3D进行三维参数提取 79

3.1什么是Q3D Extractor 79

3.1.1系统需求 79

3.1.2启动Ansoft Q3D 80

3.1.3把旧的Q3D文件导入Q3D Extractor 6中 80

3.1.4 Ansoft条目 80

3.1.5项目管理器 81

3.1.6特性窗口 82

3.1.7 Ansoft 3D建模器 82

3.1.8 3D建模器设计树 83

3.1.9设计窗口 83

3.1.10工具栏 84

3.1.11显示或隐藏单个工具栏 84

3.1.12自定义排列工具栏 84

3.1.13 Q3D Extractor桌面 85

3.1.14打开一个Q3D项目 86

3.2 Q3D实例分析 86

3.2.1微带线 86

3.2.2微小过孔 97

3.2.3分段返回通路 109

3.2.4球陈列封装 117

3.2.5连接器模型 129

3.2.6接合线 138

3.2.7螺旋电感 145

第4章ADS在信号完整性分析中的应用 155

4.1 ADS的基本使用 155

4.1.1 ADS主要操作窗口 155

4.1.2 ADS基本操作 157

4.2元器件的等效电路模拟 163

4.2.1示波器探针的等效电路模型 163

4.2.2 RLC电路的时域行为 164

4.2.3两焊盘间键合线回路的等效电路模型 165

4.2.4去耦电容的等效电路模型 167

4.2.5驱动器的等效电路模型 168

4.2.6如何构造求阻抗的电路模型 168

4.2.7传输线的等效电路模型 170

4.3传输线的反射仿真 171

4.3.1阻抗不匹配而产生的振铃 171

4.3.2驱动源的内阻抗情况 171

4.3.3反弹图仿真 172

4.3.4反射波形仿真 173

4.3.5仿真TDR测量原理 174

4.3.6何时需要端接 175

4.3.7源端端接 176

4.3.8源端端接情况下的传输线增加 176

4.3.9短串接传输线的反射 177

4.3.10短串接传输线的反射（续） 178

4.3.11短桩线的反射 180

4.3.12容性终端负载的反射 181

4.3.13连线中途的容性负载反射 182

4.3.14容性时延累加 183

4.3.15 有载线 183

4.3.16感性突变产生的反射 185

4.3.17感性时延累加 186

4.3.18补偿 187

4.4考虑损耗时的仿真 188

4.4.1信号的损耗 188

4.4.2有损耗传输线的建模 188

4.4.3传输线测试模型 189

4.5传输线的串扰仿真 190

4.5.1容性耦合电流 190

4.5.2感性耦合电流 192

4.6差分对仿真 193

4.6.1差分对的端接 193

4.6.2差分信号向共模信号的转化 194

4.6.3差分对一根信号线接容性负载时的情况 196

4.6.4差分对端接对共模信号的影响 197

4.6.5同时端接共模和差模 197

4.6.6同时端接共模和差模有错位 198

第5章用HyperLynx进行原理性仿真分析 200

5.1 HyperLynx的基本使用 200

5.1.1建立新的单元胞格式的板图 200

5.1.2增加传输线 201

5.1.3增加IC 202

5.1.4增加电阻、电感和电容 204

5.1.5编辑电源电压 205

5.1.6设置和运行仿真 205

5.1.7观察仿真结果 206

5.1.8测量时间和电压 207

5.1.9记录仿真结果 207

5.1.10保存新的板图 208

5.2元器件的等效电路模拟 208

5.2.1带宽对上升时间的影响 208

5.2.2不同覆盖厚度时微带线周围的电场分布 209

5.3传输线的反射仿真 211

5.3.1传输线如何影响驱动器的波形 211

5.3.2用2D场求解器计算微带线中电场的分布 214

5.3.3反弹图 216

5.3.4反射波形仿真 217

5.3.5何时需要端接 219

5.3.6源端端接 222

5.3.7源端端接时传输线长度的影响 222

5.3.8短串接传输线的反射 225

5.3.9短串接传输线的反射（续） 227

5.3.10短桩线传输线的反射 230

5.3.11容性终端负载的反射 233

5.3.12传输线中途的容性负载反射 236

5.3.13容性时延累加 239

5.3.14有载线 239

5.3.15 感性突变产生的反射 243

5.3.16感性时延累加 245

5.3.17补偿 245

5.4考虑损耗时的仿真 248

5.4.1损耗对传输线的影响 248

5.4.2有损线的时域行为 248

5.4.3不同长度传输线对输出信号的影响 251

5.4.4损耗对眼图的影响 255

5.5传输线的串扰仿真 257

5.5.1近端串扰 257

5.5.2远端串扰 258

5.5.3仿真串扰 259

5.5.4有源串联端接的耦合线 260

5.5.5多条耦合线攻击时的串扰 261

5.5.6带状线的情况 263

5.5.7防护布线 265

5.5.8串扰和时序 269

5.6差分对仿真 272

5.6.1差分电路的端接 272

5.6.2微带线和带状线的电场分布 273

5.6.3端接差分信号 275

5.6.4端接共模信号 280

5.6.5差分对中的串扰 283

5.6.6差分对中的共模噪声 285

5.6.7差分对对差分对的噪声 287

5.6.8返回路径中的间隙 290

5.6.9间隙对差分对的影响 291

5.7使用HyperLynx进行时序调整 292

5.7.1概述 292

5.7.2时序调整 292

5.7.3从实际板图电路提取原理仿真电路的方法 294

5.8怎样使用IBIS模型 295

5.8.1概述 295

5.8.2 V/I数据 296

5.8.3 V/T数据 298

第6章用HyperLynx进行PCB板的仿真分析 299

6.1用HyperLynx进行PCB后仿真的基本过程 299

6.1.1在BoardSim中打开PCB 299

6.1.2在BoardSim中编辑叠层和线宽 299

6.1.3映射器件类型的参考指示符 301

6.1.4编辑电源网络 302

6.1.5选择要仿真的网络 303

6.1.6选择IC元器件模型 303

6.1.7编辑电阻、电感、电容参数值 305

6.1.8确定电阻和电容封装 305

6.1.9设置和运行交互式仿真 306

6.1.10观察仿真结果 307

6.1.11测量时间和电压 308

6.1.12记录仿真结果 308

6.2观察BoardSim的特性 309

6.2.1板图用户界面 309

6.2.2放大和平移 310

6.2.3改变板的方向 310

6.2.4改变显示 310

6.2.5突出网络显示 311

6.2.6同时观察所有的网络 312

6.2.7观察板图布局 312

6.2.8观察PCB板图细节 312

6.3 Session Edits保存的信息 314

6.3.1 BoardSim怎样保存为Session Edits 314

6.3.2BUD文件中具有什么信息 315

6.3.3怎样保存为Session Edits 315

6.3.4当Session Edits被重新加载时 316

6.4终端向导和快速终端 317

6.4.1终端向导（Terminator Wizard） 317

6.4.2快速终端（Quick Terminators） 318

6.4.3交互式编辑R、L和C 318

6.4.4创建一个新的改变报告 319

6.5批处理仿真 320

6.5.1了解批处理仿真 320

6.5.2准备批处理仿真的板图 322

6.5.3运行批处理仿真向导 325

6.5.4批处理仿真报告 326

6.6运行EMC仿真 326

6.6.1设置频谱分析仪探针 326

6.6.2使用频谱分析仪运行EMC仿真 329

6.7在BoardSim中交互式仿真串扰 332

6.7.1实现交互式板图后串扰仿真 332

6.7.2 BoardSim怎样找到串扰网络 333

6.7.3怎样显示攻击线 333

6.7.4设置串扰仿真的IC模型 334

6.7.5运行仿真 334

6.7.6怎样最大化仿真特性 336

6.7.7改变攻击网络的数量 336

6.8在BoardSim中运行场求解器 337

6.8.1关于BoardSim串扰和场求解器 337

6.8.2什么是场求解器 337

6.8.3 BoardSim串扰场求解器是怎样工作的 338

6.8.4打开耦合观察器 338

6.8.5报告网络段的特性 340

6.9多块PCB板的分析 340

6.9.1什么是多板选项 340

6.9.2互联模型 341

6.9.3互联电气特性 341

6.9.4 MultiBoard Project Wizard概述 341

6.9.5关于板图ID 342

6.9.6映射.HYP文件到板图ID中 342

6.9.7关于互连关系映射的说明 343

6.9.8插入新的.HYP文件 344

6.9.9删除连接的.HYP文件 344

6.9.10插入新的互联映射 344

6.9.11编辑MultiBoard Project Wizard的提示框 344

6.9.12创建或编辑一个多板的项目文件 345

6.9.13编辑多板工程 350

6.9.14打开多板项目文件 352

第7章用SIwave进行电源完整性分析 353

7.1板图设计 353

7.2封装板的阻抗分析 371

7.3封装板的S参数 381

7.4同步开关噪声（SSN） 396

7.5系统级封装器件 411

第8章用SIwave和Designer进行板级信号完整性分析 415

8.1 T型板分析 415

8.1.1模型描述 415

8.1.2设置设计环境 416

8.1.3创建模型 419

8.1.4求解方案 424

8.1.5仿真结果分析 428

8.2分析封装上的差分对 430

8.2.1定义全局材料属性 430

8.2.2打开工程 430

8.2.3叠层设置 431

8.2.4主窗口中的叠层观察 431

8.2.5导体设置 431

8.2.6走线设置 432

8.2.7求解设置 433

8.2.8观察谐振模式 434

8.2.9源的定义 434

8.2.10终端的定义 435

8.2.11编辑电路元件属性 435

8.2.12设置频率扫描 436

8.2.13求解 436

8.2.14共模模式设置 437

8.2.15频率扫描设置 437

8.2.16端口设置 438

8.2.17设置SPICE求解 439

8.2.18 SPICE差分对 441

8.2.19电路结构 442

8.2.20求解电路（差模模式） 444

8.2.21后处理电路 445

8.2.22共模模式 445

8.2.23共模模式仿真结果 446

8.3传输时延 447

8.3.1绘制金属层 447

8.3.2绘制走线 454

8.3.3添加过孔 455

8.3.4添加去耦电容 459

8.3.5 SIwave、 Designer结合仿真 459

第9章PCB板级辐射仿真分析方法 469

9.1在SIwave中建立激励源 469

9.2在HFSS中进行远场求解 471

参考文献 482