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211千字 字数
2021-01-01 发行日期
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主编推荐语

高速数字电路PDN设计实践:拓扑、去耦电容、超低阻抗、实例分析

内容简介

本书共8章，重点介绍了高速数字电路PDN的拓扑结构和设计方法，PDN中的电阻、电容和电感的特性与使用，PCB电源/地平面的功能和设计原则及相关问题，去耦电路的结构与特性，去耦电容的组合特性和选择，mΩ级超低目标阻抗设计，电压调整模块（VRM）结构和特性及电路设计实例，FPGA的PDN设计和验证方法，以及FPGA电源电路设计实例。本书内容丰富，叙述详尽清晰，图文并茂，通过大量的设计实例说明高速数字电路PDN设计中的一些技巧与方法，以及应该注意的问题，工程性好，实用性强。

目录

  • 封面
  • 版权信息
  • 内容简介
  • 前言
  • 第1章 高速数字电路的PDN
  • 1.1 PDN与SI、PI和EMI
  • 1.1.1 PDN是SI、PI和EMI的公共互连基础
  • 1.1.2 优良的PDN设计是SI、PI和EMI的基本保证
  • 1.2 高速数字电路的PDN拓扑结构
  • 1.3 基于目标阻抗的PDN设计
  • 1.3.1 目标阻抗的定义
  • 1.3.2 基于目标阻抗的PDN设计方法
  • 1.3.3 利用目标阻抗计算去耦电容的电容量
  • 1.4 基于功率传输的PDN设计方法
  • 1.4.1 稳压电源电路的反应时间
  • 1.4.2 去耦电容的去耦时间
  • 1.4.3 电源系统的输出阻抗
  • 1.4.4 利用电源驱动的负载计算电容量
  • 1.5 平面PDN的一维分布模型
  • 1.5.1 去耦网络的瞬态响应
  • 1.5.2 去耦网络的稳态响应
  • 1.5.3 功率传输延迟的估算
  • 第2章 PDN中的电阻
  • 2.1 电阻的基本特性
  • 2.1.1 电阻的u-i特性
  • 2.1.2 电阻的串联和并联
  • 2.2 高速数字电路中的电阻
  • 2.2.1 电阻的阻抗频率特性
  • 2.2.2 互连线的电阻
  • 2.2.3 单位长度电阻
  • 2.2.4 方块电阻
  • 2.2.5 非理想互连与电源/地平面突变的影响
  • 2.2.6 趋肤效应的影响
  • 第3章 PDN中的电容
  • 3.1 电容的基本特性
  • 3.1.1 电容的电容量
  • 3.1.2 电容的电压-电流关系
  • 3.1.3 电容的串联和并联
  • 3.2 电容的频率特性
  • 3.2.1 电容的阻抗频率特性
  • 3.2.2 电容的衰减频率特性
  • 3.3 电容的ESR和ESL特性
  • 3.4 片状电容的使用
  • 3.4.1 片状电容的选择
  • 3.4.2 片状电容的PCB设计注意事项
  • 3.5 低ESL的电容
  • 3.5.1 低ESL电容的结构
  • 3.5.2 低ESL电容的阻抗频率特性
  • 3.6 片状三端子电容
  • 3.6.1 片状三端子电容的频率特性
  • 3.6.2 使用三端子电容减小ESL
  • 3.6.3 三端子电容的PCB布局与等效电路
  • 3.6.4 三端子电容的应用
  • 3.7 X2Y电容
  • 3.7.1 采用X2Y电容替换穿心式电容
  • 3.7.2 X2Y电容的封装形式和尺寸
  • 3.7.3 X2Y电容的应用与PCB布局
  • 3.8 可藏于PCB基板内的电容
  • 3.9 PCB的电容
  • 3.9.1 PCB的平行板电容
  • 3.9.2 PCB的导线电容
  • 3.9.3 PCB的导线互容
  • 3.9.4 PCB的过孔电容
  • 3.10 埋入式电容
  • 3.10.1 埋入式电容技术简介
  • 3.10.2 埋入式电容技术的应用
  • 3.11 IC封装的电容
  • 第4章 PDN中的电感
  • 4.1 电感的基本特性
  • 4.1.1 电感的电感量
  • 4.1.2 电感的电压-电流关系
  • 4.1.3 电感的串联和并联
  • 4.2 电感的频率特性
  • 4.2.1 电感的阻抗频率特性
  • 4.2.2 电感的Q值频率特性
  • 4.2.3 电感的电感值频率特性
  • 4.3 电感的电感值DC电流特性
  • 4.4 电感的选择
  • 4.5 互感
  • 4.5.1 互感现象
  • 4.5.2 耦合系数
  • 4.5.3 耦合电感上的电压-电流关系
  • 4.5.4 两相邻通路与导线间的“互感耦合”
  • 4.6 局部电感
  • 4.6.1 局部自感
  • 4.6.2 局部互感
  • 4.7 回路电感
  • 4.7.1 导线回路的电感
  • 4.7.2 回路面积对电感的影响
  • 4.7.3 环形线圈的回路电感
  • 4.7.4 两根相邻导线的回路电感
  • 4.8 PCB的电感
  • 4.8.1 PCB导线的电感
  • 4.8.2 PCB过孔的电感
  • 4.8.3 PCB导线的互感
  • 4.8.4 PCB电源/地平面电感
  • 4.9 IC封装的电感
  • 4.10 贴装电感
  • 4.10.1 电容贴装电感
  • 4.10.2 IC贴装电感
  • 4.11 电感引起的“地弹”及其控制
  • 4.11.1 “地弹”
  • 4.11.2 “地弹”的控制
  • 4.12 同时开关噪声（SSN）
  • 4.12.1 SSN的成因
  • 4.12.2 片上开关
  • 4.12.3 片外开关
  • 4.12.4 降低SSN的一些措施
  • 4.13 LC电路的阻抗特性
  • 4.13.1 LC串联电路的阻抗特性
  • 4.13.2 LC并联电路的阻抗特性
  • 第5章 PDN中的PCB电源/地平面
  • 5.1 PCB电源/地平面的功能和设计原则
  • 5.1.1 PCB电源/地平面的功能
  • 5.1.2 PCB电源/地平面的设计原则
  • 5.2 PCB电源/地平面叠层和层序
  • 5.2.1 4层板的电源/地平面设计
  • 5.2.2 6层板的电源/地平面设计
  • 5.2.3 8层板的电源/地平面设计
  • 5.2.4 10层板的电源/地平面设计
  • 5.3 PCB电源/地平面的叠层电容
  • 5.4 PCB电源/地平面的中间介质的影响
  • 5.5 PCB电源/地平面的层耦合
  • 5.6 PCB电源/地平面的谐振
  • 5.7 电源平面上的电源岛结构
  • 5.8 利用EBG结构抑制PCB电源/地平面的SSN
  • 5.8.1 EBG结构简介
  • 5.8.2 EBG结构的电路模型
  • 5.8.3 EBG的单元结构
  • 5.8.4 基于Sierpinski曲线的分形EBG结构
  • 5.8.5 平面级联式EBG结构
  • 5.8.6 选择性内插式EBG结构
  • 5.8.7 多周期平面的EBG结构
  • 5.8.8 垂直级联式EBG结构
  • 5.8.9 嵌入多层螺旋平面的EBG结构
  • 5.8.10 接地层开槽隔离型EBG结构
  • 5.8.11 狭缝型UC-EBG电源平面
  • 5.8.12 嵌入螺旋谐振环结构的电源平面
  • 第6章 PDN中的去耦电路
  • 6.1 去耦电路的结构与特性
  • 6.1.1 去耦电路的基本结构
  • 6.1.2 数字IC电源噪声的产生
  • 6.1.3 测量去耦电路性能的测量点
  • 6.1.4 去耦电路的插入损耗测量
  • 6.2 插入损耗特性
  • 6.2.1 电容的插入损耗特性
  • 6.2.2 电感和铁氧体磁珠的插入损耗特性
  • 6.3 影响电容噪声抑制效果的因素
  • 6.3.1 电容频率特性的影响
  • 6.3.2 噪声路径与电容的安装位置
  • 6.3.3 外围电路阻抗的影响
  • 6.3.4 电容的并联和反谐振
  • 6.4 LC滤波器（去耦电路）
  • 6.4.1 使用一个电感的去耦电路
  • 6.4.2 电感的插入损耗
  • 6.4.3 铁氧体磁珠的插入损耗
  • 6.4.4 LC滤波器的插入损耗特性
  • 6.4.5 使用电感时的注意事项
  • 6.5 使用去耦电容抑制电源电压波动
  • 6.5.1 数字IC的电流和电压波动
  • 6.5.2 电源阻抗和电压波动之间的关系
  • 6.5.3 电压波动计算模型
  • 6.5.4 抑制电流波动的尖峰
  • 6.5.5 抑制脉冲宽度较宽的电流波动
  • 6.6 使用去耦电容降低IC的电源阻抗
  • 6.6.1 电源阻抗的计算模型
  • 6.6.2 IC电源阻抗的计算
  • 6.6.3 电容靠近IC放置的允许距离
  • 6.7 去耦电容的组合特性
  • 6.7.1 去耦电容的电流供应模式
  • 6.7.2 IC电源的目标阻抗
  • 6.7.3 去耦电容组合的阻抗特性
  • 6.7.4 PCB上的目标阻抗
  • 6.8 去耦电容的容量计算
  • 6.8.1 计算去耦电容容量的模型
  • 6.8.2 确定目标阻抗
  • 6.8.3 确定大容量电容的容量
  • 6.8.4 确定板电容的容量
  • 6.8.5 确定板电容的安装位置
  • 6.8.6 减少ESLcap
  • 6.9 mΩ级超低目标阻抗设计
  • 6.9.1 组合多个电容达到mΩ级目标阻抗
  • 6.9.2 mΩ级超低目标阻抗电源系统设计实例
  • 6.10 去耦电容的选择
  • 第7章 PDN中的电压调整模块（VRM）
  • 7.1 DC-DC开关稳压器电路
  • 7.1.1 DC-DC转换器的拓扑结构
  • 7.1.2 DC-DC转换器PCB布局的一般原则
  • 7.1.3 DC-DC转换器PCB布局的注意事项
  • 7.1.4 减小DC-DC转换器中的地弹
  • 7.1.5 DC-DC开关型降压稳压器设计实例
  • 7.1.6 负载点DC-DC转换器
  • 7.2 线性稳压器电源电路
  • 7.2.1 线性稳压器与开关稳压器的差异
  • 7.2.2 LDO线性稳压器简介
  • 7.2.3 选择LDO线性稳压器的基本原则
  • 7.2.4 LDO线性稳压器电容选型
  • 7.2.5 LDO线性稳压器设计实例
  • 7.3 模数混合系统的电源电路结构
  • 7.3.1 模拟前端小信号检测和放大电路的供电电路
  • 7.3.2 ADC和DAC电源电路的结构形式
  • 7.3.3 混合IC电源电路
  • 7.3.4 模数混合系统中的PCB电源/地平面设计要点
  • 第8章 设计实例：FPGA的PDN设计
  • 8.1 FPGA的PDN模型
  • 8.1.1 FPGA的PDN通用模型
  • 8.1.2 简化的FPGA的PDN模型
  • 8.2 FPGA的供电要求
  • 8.3 FPGA的PDN设计和验证
  • 8.3.1 确定FPGA的参数
  • 8.3.2 去耦网络设计
  • 8.3.3 模拟
  • 8.3.4 性能测量
  • 8.3.5 优化去耦网络设计
  • 8.3.6 存在问题的分析和改进
  • 8.4 VirtexTM-5 FPGA的PDN设计实例
  • 8.4.1 VirtexTM-5 FPGA的VRM
  • 8.4.2 必需的PCB去耦电容
  • 8.4.3 替代电容
  • 8.4.4 PCB设计检查项目
  • 8.4.5 VirtexTM-5的PCB布局实例
  • 8.5 仿真工具
  • 8.5.1 常用的一些PDN设计和仿真EDA工具
  • 8.5.2 Altera PDN设计工具
  • 8.5.3 TI公司的FPGA电源管理解决方案和设计工具
  • 8.6 FPGA电源电路设计实例
  • 8.6.1 Xilinx® VirtexTM-5 FPGA的电源解决方案
  • 8.6.2 Xilinx® VirtexTM-6 FPGA的微型电源解决方案
  • 8.6.3 Xilinx® VirtexTM-6和SpartanTM-6 FPGA的电源解决方案
  • 8.6.4 Xilinx® SpartanTM-3、VirtexTM-II、VirtexTM-II Pro的电源管理解决方案
  • 8.6.5 Altera® Cyclone® FPGA电源电路
  • 8.6.6 Altera® Arria II GX FPGA开发板电源电路
  • 8.7 多电源系统的监控和时序控制
  • 8.7.1 电源时序控制和跟踪类型
  • 8.7.2 多电源系统的监控和时序控制设计实例
  • 8.7.3 模拟电压和电流监控
  • 8.7.4 时序控制和监控的结合
  • 8.7.5 电源余量微调
  • 8.7.6 开关调节器的同步
  • 参考文献
  • 反侵权盗版声明
  • 封底
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出版方

电子工业出版社

电子工业出版社成立于1982年10月，是国务院独资、工信部直属的中央级科技与教育出版社，是专业的信息技术知识集成和服务提供商。经过三十多年的建设与发展，已成为一家以科技和教育出版、期刊、网络、行业支撑服务、数字出版、软件研发、软科学研究、职业培训和教育为核心业务的现代知识服务集团。出版物内容涵盖了电子信息技术的各个分支及工业技术、经济管理、科普与少儿、社科人文等领域，综合出版能力位居全国出版行业前列。