《模擬工程師口袋參考書(shū)》（中文版）
目錄
前言 8
第一部分 布局 10
層的設(shè)置 10
1.1 合理的層數(shù) 10
1.1.1 Vcc、GND的層數(shù) 10
1.1.2 信號(hào)層數(shù) 10
1.2 單板的性能指標(biāo)與成本要求 10
1.3 電源層、地層、信號(hào)層的相對(duì)位置 11
1.3.1 Vcc、GND平面的阻抗以及電源、地之間的EMC環(huán)境問(wèn)題 11
1.3.2 Vcc、GND作為參考平面，兩者的作用與區(qū)別 11
1.3.3 電源層、地層、信號(hào)層的相對(duì)位置 11
模塊劃分及特殊器件的布局 16
2.1 模塊劃分 16
2.1.1 按功能劃分 16
2.1.2 按頻率劃分 16
2.1.3 按信號(hào)類型分 16
2.1.4 綜合布局 16
2.2 特殊器件的布局 17
2.2.1 電源部分 17
2.2.2 時(shí)鐘部分 18
2.2.3 電感線圈 18
2.2.4 總線驅(qū)動(dòng)部分 18
2.2.5 濾波器件 19
濾波 21
3.1 概述 21
3.2 濾波器件 22
3.2.1 電阻 22
3.2.2 電感 22
3.2.3 電容 23
3.2.4 鐵氧體磁珠 23
3.2.5 共模電感 23
3.3 濾波電路 24
3.3.1 濾波電路的形式 24
3.3.2 濾波電路的布局與布線 25
3.4 電容在PCB的EMC設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 25
3.4.1 濾波電容的種類 25
3.4.2 電容自諧振問(wèn)題 25
3.4.2 ESR對(duì)并聯(lián)電容幅頻特性的影響 27
3.4.3 ESL對(duì)并聯(lián)電容幅頻特性的影響 27
3.4.4 電容器的選擇 28
3.4.5 去耦電容與旁路電容的設(shè)計(jì)建議 29
3.4.6 儲(chǔ)能電容的設(shè)計(jì) 30
地的分割與匯接 32
4.1 接地的含義 32
4.2 接地的目的 32
4.3 基本的接地方式 32
4.3.1 單點(diǎn)接地 32
4.3.2 多點(diǎn)接地 33
4.3.4 以上各種方式組成的混合接地方式 34
4.4 關(guān)于接地方式的一般選取原則： 34
4.4.1 系統(tǒng)接地方式 34
4.4.2 背板接地方式 34
4.4.3 單板接地方式 34
第二部分 布線 36
傳輸線模型及反射、串?dāng)_ 36
1.1 概述： 36
1.2 傳輸線模型 36
1.3 傳輸線的種類 36
1.3.1 微帶線（microstrip） 36
1.3.2 帶狀線（Stripline） 37
1.3.3 嵌入式微帶線 37
1.4 傳輸線的反射 38
1.3 串?dāng)_ 40
優(yōu)選布線層 42
2.1 表層與內(nèi)層走線的比較 42
2.1.1 微帶線（Microstrip） 42
2.1.2 帶狀線（Stripline） 43
2.1.3 微帶線與帶狀線的比較 43
2.2 布線層的優(yōu)先級(jí)別 45
阻抗控制 47
3.1 特征阻抗的物理意義 47
3.1.1 輸入阻抗： 47
3.1.2 特征阻抗 47
3.1.3 偶模阻抗、奇模阻抗、差分阻抗 48
3.2 生產(chǎn)工藝對(duì)對(duì)阻抗控制的影響 50
3.3 差分阻抗控制 51
3.3.1 當(dāng)介質(zhì)厚度為5mil時(shí)的差分阻抗隨差分線間距的變化趨勢(shì) 51
3.3.2 當(dāng)介質(zhì)厚度為13mil時(shí)的差分阻抗隨差分線間距的變化趨勢(shì) 52
3.3.3 當(dāng)介質(zhì)厚度為25mil時(shí)的差分阻抗隨差分線間距的變化趨勢(shì) 53
3.4 屏蔽地線對(duì)阻抗的影響 54
3.4.1 地線與信號(hào)線之間的間距對(duì)信號(hào)線阻抗的影響 54
3.4.2 屏蔽地線寬對(duì)阻抗的影響 55
3.5 阻抗控制案例 56
特殊信號(hào)的處理 58
過(guò)孔 59
5.1 過(guò)孔模型 59
5.1.2 對(duì)過(guò)孔模型的影響因素 60
5.2 過(guò)孔對(duì)信號(hào)傳導(dǎo)與輻射發(fā)射影響 60
5.2.1 過(guò)孔對(duì)阻抗控制的影響 60
5.2.2 過(guò)孔數(shù)量對(duì)信號(hào)質(zhì)量的影響 60
跨分割區(qū)及開(kāi)槽的處理 61
6.1 開(kāi)槽的產(chǎn)生 61
6.1.1 對(duì)電源/地平面分割造成的開(kāi)槽 61
6.1.2 通孔過(guò)于密集形成開(kāi)槽 61
6.2 開(kāi)槽對(duì)PCB板EMC性能的影響 61
6.2.1 高速信號(hào)與低速信號(hào)的面電流分布 61
6.2.2 分地的概念 61
6.2.3 信號(hào)跨越電源平面或地平面上的開(kāi)槽的問(wèn)題 61
6.3 對(duì)開(kāi)槽的處理 62
6.3.1 需要嚴(yán)格的阻抗控制的高速信號(hào)線，其軌線嚴(yán)禁跨分割走線 62
6.3.2 當(dāng)PCB板上存在不相容電路時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行分地的處理 62
6.3.3 當(dāng)跨開(kāi)槽走線不可避免時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行橋接 62
6.3.4 接插件（對(duì)外）不應(yīng)放置在地層隔墻上 62
6.3.5 高密度接插件的處理 62
6.3.6 跨“靜地”分割的處理 62
信號(hào)質(zhì)量與EMC 63
7.1 EMC簡(jiǎn)介 63
7.2 信號(hào)質(zhì)量簡(jiǎn)介 63
7.3 EMC與信號(hào)質(zhì)量的相同點(diǎn) 63
7.4 EMC與信號(hào)質(zhì)量的不同點(diǎn) 63
7.5 EMC與信號(hào)質(zhì)量關(guān)系小結(jié)： 63
第三部分 背板的EMC設(shè)計(jì) 64
背板槽位的排列 64
1.1 單板信號(hào)的互連要求 64
1.2 單板位結(jié)構(gòu) 64
1.2.1 板位結(jié)構(gòu)影響： 64
1.2.2 板間互連電平、驅(qū)動(dòng)器件的選擇 64
背板的EMC設(shè)計(jì) 65
2.1 接插件的信號(hào)排布與EMC設(shè)計(jì) 65
2.1.1 接插件的選型 65
2.1.2 接插件模型與針信號(hào)排布 65
2.2 阻抗匹配 65
2.3 電源、地分配 66
2.3.1 電源分割及熱插拔對(duì)電源的影響 66
2.3.2 地分割與各種地的連接 66
2.3.3 屏蔽層 66
第四部分 射頻PCB的EMC設(shè)計(jì) 67
板材 67
1.1 普通板材 67
1.2 射頻專用板材 67
隔離與屏蔽 68
2.1 隔離 68
2.2 器件布局 68
2.3 敏感電路和強(qiáng)輻射電路 68
2.4 屏蔽材料和方法 69
2.5 屏蔽腔的尺寸 70
濾波 71
3.1 電源和控制線的濾波 71
3.2 頻率合成器數(shù)據(jù)線、時(shí)鐘線、使能線的濾波 72
接地 73
4.1 接地分類 73
4.2 大面積接地 73
4.3 分組就近接地 73
4.4 射頻器件接地 73
4.4 接地時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 74
4.5 接地平面的分布 74
布線 74
5.1 阻抗控制 74
5.2 轉(zhuǎn)角 75
5.3 微帶線布線 75
5.4 微帶線耦合器 75
5.5 微帶線功分器 76
5.6 微帶線基本元件 76
5.7 帶狀線布線 78
5.8 射頻信號(hào)走線兩邊包地銅皮 78
其它設(shè)計(jì)考慮: 79
第五部分 附錄 80
PCB設(shè)計(jì)中的安規(guī)考慮 80
1.1 引言 80
1.2 安全標(biāo)識(shí) 80
1.2.1 對(duì)安全標(biāo)識(shí)通用準(zhǔn)則 80
1.2.2 電擊和能量的危險(xiǎn) 80
1.2.3 PCB上的熔斷器 80
1.2.4 可更換電池 81
1.3 爬電距離與電氣間隙 82
1.4 涂覆印制板 83
1.4.1 PCB板的機(jī)械強(qiáng)度 83
1.4.2 印制板材料的阻燃等級(jí) 83
1.4.3 熱循環(huán)試驗(yàn)與熱老化試驗(yàn) 83
1.4.4 抗電強(qiáng)度試驗(yàn) 83
1.4.5 耐劃痕試驗(yàn) 83
1.5 布線和供電 83
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目錄
換算7
物理常數(shù)8
標(biāo)準(zhǔn)十進(jìn)制前綴9
公制換算9
溫度換算10
誤差換算（ppm和百分比）10
分立元件11
電阻器色標(biāo)12
標(biāo)準(zhǔn)電阻器值13
實(shí)際電容器模型和技術(shù)規(guī)格14
實(shí)際電容器與頻率之間的關(guān)系15
電容器類型概述16
標(biāo)準(zhǔn)電容值17
電容值標(biāo)記與公差17
二極管與LED18
模擬19
電容器方程式（串聯(lián)、并聯(lián)、電荷、能量）20
電感器方程式（串聯(lián)、并聯(lián)、能量）21
電容器充電與放電23
RMS與平均電壓定義24
RMS與平均電壓示例24
對(duì)數(shù)數(shù)學(xué)定義27
dB定義28
對(duì)數(shù)尺度29
極點(diǎn)與零點(diǎn)定義和示例30
相移時(shí)間34
放大器35
基本運(yùn)算放大器配置36
運(yùn)算放大器帶寬41
滿功率帶寬42
小信號(hào)階躍響應(yīng)43
噪聲方程式44
相位裕量48
穩(wěn)定性開(kāi)環(huán)SPICE分析50
儀表放大器濾波器53
PCB和導(dǎo)線55
PCB導(dǎo)體間距56
內(nèi)層PCB傳輸線的自發(fā)熱57
1oz和2oz純銅的PCB傳輸線阻抗58
封裝類型和尺寸60
PCB平行電路板電容61
PCB微帶線電容和電感62
PCB鄰近銅傳輸線電容63
PCB過(guò)孔電容和電感64
普通同軸電纜技術(shù)規(guī)格65
同軸電纜方程式66
不同類型導(dǎo)線（AWG）單位長(zhǎng)度電阻67
不同類型導(dǎo)線的最大電流68
傳感器69
溫度傳感器概述70
熱敏電阻71
電阻式溫度檢測(cè)器（RTD）72
二極管溫度特性74
熱電偶（J和K）76
A/D轉(zhuǎn)換81
二進(jìn)制/十六進(jìn)制換算83
A/D和D/A轉(zhuǎn)換函數(shù)（LSB，數(shù)據(jù)格式，F(xiàn)SR）84
量化誤差90
信噪比（SNR）91
總諧波失真（THD）92
信噪比與失真（SINAD）94
有效位數(shù)（ENOB）94
無(wú)噪聲分辨率與有效分辨率95
建立時(shí)間（原文為setting time）與換算精度95
德州儀器 (TI) 模擬工程師口袋參考書(shū) 5
京公網(wǎng)安備11010802046783號(hào)
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