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写在前言:作为一个还在的人layout在门口徘徊的小虾贸然记录自己的学习想法是可笑的。但并非每个人出生时都会成为大神。然而，有些人天赋好，机会把握得当，在相对较短的时间内成为大师。不幸的是，我天生愚蠢，机会很差。毕业后的三年里，我期待着自己的生活，做着自己不喜欢的项目，每天跟着项目队在广阔的祖国奔波。不经意在工作的最后阶段接触到PCB设计。对于没有耐心和毅力的我来说，我突然觉得这是我生活的方向，因为我突然发现，当我画板图时，我可以耐心地拉每一条线。呵呵，显示屏上的线是我的命运线吗？看完买来的书，我又读了两遍。我觉得一个人的学习是空虚和无聊的，所以我想在我们的论坛上，像我一样，仍然躺在门口钦佩宫殿里伟大的神的新手们一起体验我的学习经验。到目前为止，我已经自学了，没有老师带路，言语中的偏差是错误的。我希望所有的专家都能给我一个开明的纠正。在此感谢Eric Bogatin 感谢国内翻译人员李玉山和李丽平等，他们让我躺下SI门缝给了我一窥成神目标的机会。让论坛记录成神的历程吧！哈哈有些夸口，目标定得太高，大家不要笑。 我的第一本SI教材：也是我目前唯一学过的教材。 胡说八道，直接去泡菜！ 经验:经常在论坛上争论质量重要还是工期重要！我认为这很重要，所有的项目都是一个平衡的过程，而不仅仅是一个。质量很重要，但最重要的是适应性，因为整个工业过程不仅仅是画电路板，最终交给消费者是一个完整的过程。假如只是为了吹毛求疵而耽误工期，那么整个工业流程就会耽误。导致产品上市时间延迟，损失无法计量。但为了赶上工期，设计不合格的产品，只能说设计师的能力不够。或者这家公司没有实力在行业内生存。因此，我个人认为，优秀设计师最重要的能力是把握质量与工期的平衡，在适当的工期内完成产品质量。至于大神，我估计产品质量会在要求的工期内飞跃。1 b* N* h1 T3 _: k6 X5 U 经验：我还没有使用过模拟。我认为模拟的作用是提高可信度，降低风险。如果板级设计预留足够的预量，可以简单地用公式计算和经验代替模拟。! B( Y8 p. B] 体验:没做过模拟，不知道模拟需要时间。从我的角度来看，如果产品要求不严格或者规模大，最快的办法就是采用经验法。对于裕量在20~可采用5%的解析近似。本书大部分公式和近似值约为10%-5%。模拟可用于更严格的裕度。约2-3%的裕度。比如DDR等。如果要求更严格，建模不能满足精度，则需要直接用测量工具进行测量。耗时应该说是逐层递加。 经验:忘记覆铜地的概念，在设计初期考虑信号线的方向，优先考虑地平面或其他信号返回路径。防止电路板在绘制信号线后突然发现返回的地平面郝，导致高速信号线需要重新规划。单根传输线的最佳工作方式是点对点，源阻抗=阻抗传输线的特性=负载阻抗。在特性阻抗恒定的情况下，Tr保持不变，变化只是信号的振幅。- e. f, k7 @) F# { 经验：个人感觉是一样的。接地等同于信号线设计，估计返工情况大大降低。不要轻易相信铜的力量，铜不是铺设地点的黄金油。不合理的铜也会引入其他问题，6 s% x) r; M9 K% z M3 r5 c 经验：电容器的原理，只要两个平行板之间有电压差，就有电容器。电容器的功能：直接交通。它会使陡峭的信号进入其他电线。Tr小导致两个问题:1。串扰。2:特征阻抗的变化。两个问题都会干扰信号。电容本质上是一个电压源。. J( e) O2 U. i1 [- r' E5 P% G, [: W" }, l 经验：电感不是电感，而是磁场效应。改变磁场会产生阻碍磁场变化的电流。它本质上是一个电流源。反射噪声原因：特征阻抗变化；串扰原因：切割磁线，产生电流；开关噪声：概念不理解，明天检查。! a! ~1 L4 Q0 Y9 l3 g 体验:所谓地弹，是指芯片内地电平与电路板地电平相比的变化。以电路板的地面为参考，就像芯片内的地面电平不断跳动，所以形象叫地弹（ground bounce）。当一个状态跳转到另一个状态时，地弹会导致逻辑输入端的毛刺。对于任何包装芯片，都会有电感电容等寄生参数。地弹是由引脚上的电感引起的。------摘自百度。8 M/ V* R( J. i2 Z, j0 ^L 解决办法是减少电路的有效电感。 地弹与轨道坍塌的区别在于，信号的地电平发生变化，图为下冲。指电源电压地电平的变化，图为上冲。8 P5 {! X$ S7 ~3 D3 X! w5 l0 [ 体验:没什么好说的，: y, q: s/ V- W$ A 经验：这本书的大部分公式都是相似的，对于严格的电路，或模拟或实际测量准确。如果处理要求不高，可以采用经验法。
经验:可以作为经验法则。大致判断电路是否需要计算或模拟。对于低于此频率的电路，Tr以上可以通过一般经验来设计。对低频的唯一要求是联通。更高的要求是美观整洁。按要求设计，不要想太多SI问题。做好PDS即可了。$ O* Z6 s" \0 q" k8 y 理解:上述问题尚未详细研究。成为半神后再解释。* G9 T q4 m2 Q5 Y, oj. a 经验：单个网络包括源、源内阻、传输线、接收端容抗和返回路径。为了保持信号的完整性，您需要尽可能地将上述设计为相同的阻抗。如果接收和发送不匹配，则需要使用T网络或π阻抗匹配型网络。例如，视频信号中使用的特殊阻抗为75欧姆，电路板为50欧姆，可以使用衰减电路来匹配特性阻抗。4 M& N% Y6p% z S& u8 D 体会：需要注意的是网络末端和接插件，网络末端可以端接一个匹配同阻抗的电阻（引出问题为消耗额外功率，以及减少电流。电阻并接在网络中，存在一个问题即电压为源端电压减去传输线分压。电流为源电流减去各个分支电流。如果源端为电流驱动类型，则有可能导致接收端灌电流太小，驱动不了）接插件可以并接一个电容至地。) S- H2 k1 b# P' G; A8 Z+ C 不知道振铃的幅值计算是应该采用反射系数来算还是采用Q值来计算。这个待晚上好好研究一下。
实现单一网络信号完整性办法： 体会：1，没什么说的。特性阻抗恒定的传输线才能保证信号反射最小。; o. B6 P4 E! c8 x1 b- h: n" m b# x 2,优化拓扑结构。这个有些疑问，一条菊花链形状的拓扑，每个接收端都相当于一个小电容（负载电容） 那么距离信号越近的接收器，所接收到的信号越好，每过一个接收器，都相当于在线路的固定地点加上一个电容。假设接收端与传输线的分支足够短，那么岂不是相当于在分支点并接一个电容么？造成分支点的阻抗发生变化，Tr变大并且造成反射？假设接收端很多。那么越往后上升沿时间越长，并且信号波形失真也越严重。。望论坛高手给予指导，我的猜想是否正确。; }* ]5 u0 y- F- w 3，放置电阻，电阻属于耗能元件可以使反射的能量逐渐变成热量。使波形逐渐变的平稳。原理同现在电路上通常采用的磁珠原理一样。虽然说电容，电感也可以用作特性阻抗的匹配，但属于不耗能元件，只会将反射反弹，而不是消耗。
理解：dI/dt或dV/dt 表示的是在高频信号下，电容和电感对信号的影响。掌握好电容和电感的规律，即可掌握信号的变化。 对于推论二，互联线阻抗（电抗）的阻值同样是建模后各项容抗、感抗、阻抗的串联并联之和。信号完整性处理的唯一办法是尽量让信号感受不到阻抗的变化。这样就很大程度上减少了SI问题。8 |; Q8 _$ b, \; f, O 理解：以上为选择芯片的准则，考虑到裕量问题，即可知道选多大的上升时间合适，多大的上升时间可有效的被门接收。在设计的过程中，在满足设计情况的条件下，选择上升时间最慢、时钟频率最低的芯片。可以大大减少SI问题。 第二章还有公式可以计算上升时间，即Tr=0.07/F 由于两个都是估算值，所以精度都不够。想获得精准的上升时间最主要的还是看datasheet中给定的值。或者使用示波器测量，通过波形来获得上升时间。* O: n% R0 V4 v0 B3 x8 T6 I( b; K4 e5 W7 H& t 个人理解：电容的基础是电场，用电场分析便可得到电容的全部特性； 电感的基础是磁场，用磁场分析便可得到电感的全部特性。
理解：时域的图形为平行于纸面；频域的图形为垂直于纸面，且任何时间的波形都为时间切面波形的集合（信号叠加）。时域图有助于直观表达，频域图有助于计算和分析。频域由于为了计算方便经常取舍，故表达出的图形没有时域图完整。0 n4 X( w, d) L* P 理解：感觉没啥用，除了第二条。第二条可以在硬件设计上用来分离信号。6 F4 @' \/ O! D8 B) y0 ~7 n. d+ k8 T1 F9 Y6 u. E- z% | 理解：以上为理想方波的特点。实际的波形即按照自身的频谱化为相对应的方波，从而依靠方波来推导实际的波形。6 U7 b4 @4 @0 p9 B 不明：转折频率与带宽相差0.15个点。这个如何理解？带宽与转折频率都是描述信号频谱开始大幅度衰减。描述的相同为何值不同？这两个术语应用场合在哪里？' N; V/ U/ }# p: H- R3 @1 Y 注：为了减少EMI设计时应在所有信号中采用尽可能低的带宽。6 `% |8 P+ Z9 x+ B- Z 理解：把时钟信号看成是方波，所有公式基于理想方波来考虑，值也都是与理想方波相对的幅值来计算。这个上升时间并不准确，只是作为工程初期大致设计时的经验法则。具体还需要看datasheet。 理解：上升时间的计算最简单的为直接测量信号的10%~90%的时间，其次是计算利用公式：Tr=2.2l=2.2*RC Tr=2.2l=2.2*L/R Tr总=（Trc2+Trl2）1/2。（l称为“涛tao”希腊字母，时间值为上升沿的67%和下降沿的37%）知道了R,C,L的值即可计算上升时间。其次为预估计法，如上所示。( y: T6 n2 e6 M( I 六． 互联线的带宽0 T2 s5 M9 r" O1 b, K8 D9 m5 z2 D4 m& R( W 经验法则：有效指标指的是传输的频率分量幅度减少了3DB，也就说幅度减少为入射信号值的70%。这就是经常提到的互联线3DB带宽。- H, ]0 u) o5 c3 N 理解：互联线的带宽含义为：传输线所能通过的理想方波衰减30%时，理想方波的频率值即为互联线的带宽。书面语言为：互联线的带宽是对互联线所能传输的信号最短上升时间的直接度量。度量公式如上：bw=0.35/Tr 。 不明：假设我使用的是一个TTL电路，在临界的高电平电压时，如果衰减幅度30%，那么接收的信号肯定无法识别。那就说明信号并不是有效的。个人感觉怎么应该是高频谐波分量的幅值降低呢？这个需要从新理解。 理解：传输线特定带宽可通过特性阻抗来计算，就是上面提到的Tr=2.2l=2.2*RC Tr=2.2l=2.2*L/R Tr总=（Trc2+Trl2）1/2。这几个公式。通过这个可以计算采用多少欧姆特性阻抗可以使用于设计。不必特别迷信50欧姆特殊阻抗。如果制造方便，易于加工。成本又低。完全可以采用20欧姆或者100欧姆的特性阻抗嘛。 呵呵写到这想起论坛上前段时间的帖子“论为什么PCB钟情于50欧姆和100欧姆”。其实个人感觉特性阻抗越小越好，越小传输线所造成的Tr影响越小，速度便可越快。我猜想假设一个40G速度的信号，特性阻抗肯定是很小很小的。不然Tr畸变肯定很厉害，眼图估计都能闭合上哈哈。在这个电子发展行业中，始终都是追求最快。估计在过几十年。大家画PCB时的特性阻抗肯定会变低。到时候不知道如何计算的人，估计又得死记硬背那个修改版“线宽=2H” 之类的公式了。我想作为一个设计人员，如果不知道这是如何得来的就不算是个好工程师好设计师，而仅仅是画线的民工。永远走别人走过的路而没有创新。哈哈有些小感触，希望没有得罪大家。写到这想起一件事，在我之前做工程的时候，进行传输线的终端匹配。采用的是120欧姆电阻末端并接。想当年曾经问过带我的师傅为什么。回答是：书上写的。没办法，做工程么，所有的都要统一，以方便日后维修。真所谓尽信书不如无书。其实作为控制反射的120端接电阻，完全可以采用50欧姆或者200欧姆。只要能控制反射，就是最好的方式。
/ e! l2 B* E7 j( q& J 个人理解：在电路设计和PCB设计时，不需要分数字电路和模拟电路。可以都按照模拟电路来设计。只不过可分为干扰性能差，干扰性能好两部分。光考虑数字而不依模拟信号考虑，那么对干扰的理解将会差一些。 对于阻抗来说，其实就是相当于一个放大版本的欧姆定律。一切电路无论什么电路。什么频率这个公式都可以解决相当大的问题。信号完整性同样是由欧姆定律决定的。& d" [; T3 V, e2 U* u9 w3 X , B k, }3 _' Q0 ?1 ?: c% A+ U2 u* L4 }4 P 理解：这算是设计分析吧，刚开始分析信号预期。来符合工程要求。。 之后确定阻抗。通过阻抗来设计细节。之后画板子。---ok!# S2 N3 t' _& p& J/ a* P& K' J3 E1 s+ |* i9 X, k* T1 V1 ~ 理解：1：没什么可说的，这个在日后有公式。 2.引申出电场和磁场的概念。不太好理解，个人认为把他们当成电容和变压器。用这两个有实物的东西来代替电场和磁场的概念比较好。这里想到一个问题。正常PCB设计的50欧姆特性阻抗，大家都按照单一网络设计。其实在PCB上，特性阻抗并不是50欧姆，因为周围的互容和互感同样会造成特性阻抗的变化。对于特殊电路来说，单纯考虑单个网络线宽等于2倍的距地厚度。其实得到的不是50欧姆，所以特殊电路有时会出故障。信号速度越快，出现设计缺陷的几率越大。毕竟传说中的3M原则、2h原则都是经验值，不能代替公式的准确性。3 R! X' C5 o7 l% @! E; ~ 3.轨道塌陷产生的根源就一个，相当于在回路中串接一个电阻，导致分压。在外表上看IC的电压变小了。 .书上说：在地平面上返回路径的阻抗越大，电压降即地弹越大。由地弹再激起辐射电流。4 K4 {& {& ]8 j 理解：实际上，电流并没有流过电容器。理想的电容不属于耗能元件。从能量角度说它相当于一个蓄电池。在电压变化时进行充放电。 I=dQ/dT=C*dV/Dt .电容阻抗计算公式：Z=V*dt/C*dVV:电容器两端的电压，d V :电容两端的电压变化量 dt：电压变化所经历的时间。* N. h3 `- q" s% g2 ` 电感：V=L *dI/dt 阻抗Z=L*DI / DT*I I：表示为流过电感器的电流。& J+ v8 o9 V/ F' B$ Q 理解：在时域中，电容相当于电压源，阻碍电压的变化。电感相当于电流源，阻碍电流的变化。电容与电感在理想状态下并不消耗能量。与欧姆定律共同计算，便可分析所有信号及所有串扰问题。比如说地弹，地弹的原因就是因为地回路上的电感引起的，当开关关断，回路上串接的电感为了保持之前的电流值，便会以之前的电流方向进行放电，来维持恒流。利用欧姆定律来计算，如果阻抗低的话 那么I*R所得的电压就比较小，地弹的幅度也即相应减小。从能量方向考虑P=UI，可以知道功率较小，所以说，当地的阻抗低的话，地弹的幅度减小，放电时间变长。地的阻抗高的话，地弹幅度大，放电时间较短。% t# U: @8 z# @; r; \5 s) Y; a 理解：通过上面两个公式，可知道随着频率的升高，C的阻抗变低，接近于零，电感的阻抗变高，接近于无穷。( n' j# I# \2 t, G: ]& v# Z 理解：记得在大学时好像听老师说过 电容相当于微分电路，有邂逅性。电感相当于积分电路，有超前性。微积分可用在滤波情况下，来计算去掉干扰谐波是采用超前还是邂逅。 X; O0 o1 l4 h
& `$ }2 }' ]0 s 概念：长宽皆为恒定的，呈正方形的块电阻的阻值。 理解:体电阻率和单位长度电阻容易混淆。体电阻率为恒定的，而单位长度电阻是跟随横截面而改变单位长度电阻可用来计算传输线的电阻；方块电阻可用来计算平面的电阻。但是所计算的值仅能做为低频时的值，在高频响应阶段还得需要考虑趋肤深度等问题。* F$ ~3 O" ]; \* v, ~: U 单位长度电阻可使用方块电阻来计算阻值。
理解：减少互容的方式根本上为三条：1.拉开距离；2，减少空间上的重叠面积；3.选择低介电常数的板材；基本上PCB设计所采用的方式为1和2., A. ^" h: R( C; p0 g8 H, R9 G 电容中的电流2 @& }- V! t* O3 m1 ~9 b a3 }8 y9 o9 O+ u 理解：其实电容除了漏电流的存在，本身并不流过电流。以上所说的电流，只不过为了计算方便而采用的数学值。从原理上考虑，因为异相相吸，在正电荷聚集的地方，肯定会有负电荷聚集。而负电荷的运动，造成了负极的电流流动。（负电荷的聚集造成了使流过电容的频谱呈-90相位）。从表面上看，就像电流流过电容器一样。但是理想电容器本身不消耗能量，所存储的能量，在外界适合的时候会向外送出，这时电容器负极也会将所聚集的负电荷释放。一收一放，就把能量传递过去了。 由于板周围存在边缘场，实际电容要大于近似值，当平行板间距与板厚想当时，板周围的边缘场产生的电容量与平行板近似预测的电容量相当。 理解：考虑边缘场，就要从电场和磁场角度来考虑，由于板并不是理论上的厚度为0的理想状态，所以板的边缘肯定也会发出磁力线向周围空间扩展，当四边的磁力线被底板接收到时，就相当于增加了底板所接收的电场磁场。变相的增加了聚集电荷的能力，所以电容增加了。 但这个值不好计算。 理解：本公式可以计算去耦电容的值，对于经验用法上的10UF去耦电容，可以省略了。直接用这个来计算所想要的确切的值，留出足够的裕量，那么一个小功率的芯片完全可以采用5UF或1uF 来去耦，即可以降低成本又可以减少PCB板上的空间。- ?, |% x6 V4 \/ O T 所表示的时间需要参考电源芯片，即电源芯片的反应时间。% Q) b, K' S/ Z) m1 h9 m4 ~ 通过上面的公式，即可以设计选型电源芯片的型号。 单位长度电容。, N# B0 b3 X B$ @# R6 r, O- G! T& f( { u; c1 W- Y1 ~" m 理解：特性阻抗的经验算法，只是大概。如果要是要求高精度，最好是实际测量，其次是计算。因为公式也是近视的。特别是板材的介电常数，随着制造工艺而有所不同。理论上裕量足够的情况下可直接采用理论算法来估计。; l5 F3 P! k/ v9 q8 L 理解：微带线经常因为刷阻焊，或者由于蚀刻。导致介电常数和介质厚度都不是常量。所以特性阻抗仅仅能预估计。如果想要精确的阻抗控制，那传输线必须走带状线，否则制造不出完美的50欧姆特性阻抗的微带线。 理解：电容量的值跟下平面接收电力线的多少有直接关系，与介电常数有直接关系。如果按照电磁场方向来看，即可完美理解电容量的变化。* r S6 _5 O7 D6 x k0 i 理解：IPC的公式精度为10%，在设计时能满足至少15%的精度。+ R1 _4 o9 c4 l$ @" \ 微带线涂层假设不够厚时，电容量增加的并不是很严重。