本书依托 ANSYS 原厂策划与安世亚太科技股份有限公司的专业支持,针对高速电路设计中日益突出的信号完整性(SI)、电源完整性(PI)及电磁干扰(EMI)问题,构建了 “理论分析 - 软件操作 - 工程实例” 三位一体的内容体系。全书共 11 章,系统覆盖信号完整性核心知识与 ANSYS 仿真工具应用:第 1 章奠定理论基础,解析高速电路定义、信号完整性的成因与分类,以及时域 / 频域特性等核心概念;第 2 章引入高速电路新设计方法学,对比传统与新型设计流程,详解布线前 / 后仿真的关键环节;第 3 章聚焦 ANSYS EDA 软件,包括三维高频电磁场仿真工具 HFSS、PCB 板级仿真工具 SIwave、电路系统仿真工具 Designer 及参数提取工具 Q2D/Q3D,逐一介绍其功能、操作流程及在信号完整性分析中的作用;第 4-11 章则深入具体问题,分别针对反射、有损耗传输线、串扰、电源完整性、差分线、缝隙与过孔、电磁辐射及场路协同仿真展开分析,结合大量原理仿真与工程实例,提供从问题机理到仿真步骤的完整解决方案。
2025-10-23 10:25:07 58.78MB 信号完整性 HFSS ANSYS
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内容概要:本文记录了一位工程师调试Alinx公司软件无线电射频Zynq UltraScale+RFSoC FPGA开发板的经历。文章详细描述了从尝试原厂提供的demo工程开始,到解决DAC输出频率与设置不匹配问题的全过程。调试过程中,作者通过ILA抓取信号、频谱仪检测DAC输出频率、信号源输入验证ADC采集信号频谱、检查RF Data Converter配置、分析Vitis代码以及最终确认AXI总线时钟频率等一系列步骤,逐步排查并解决了问题。最终发现,问题根源在于Vitis代码中对ADC抽取和DAC插入值的配置未考虑到Sample per AXI4-Stream Cycle的因素。通过对代码进行修正,成功实现了预期的频率输出和信号采集效果。; 适合人群:具有一定硬件调试经验的FPGA开发工程师或射频工程师,尤其是对RFSoC芯片有一定了解的技术人员。; 使用场景及目标:①帮助读者理解RFSoC芯片的调试流程和常见问题;②提供详细的故障排查思路和方法,特别是针对DAC和ADC频率设置不匹配的问题;③指导读者如何正确配置Vitis代码以确保RF Data Converter的正常工作。; 阅读建议:本文提供了丰富的实战经验和具体的调试步骤,建议读者在遇到类似问题时参考本文的排查思路,并结合自己的项目环境进行实践。同时,对于文中提到的技术细节,如ILA信号抓取、频谱仪检测等,读者可以深入研究相关工具的使用方法,以便更好地应用于实际工作中。
2025-09-28 12:26:39 449KB FPGA ADC/DAC 嵌入式系统 Vitis
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Digital Signal Integrity-Modeling and Simulation with Interconnects and Package,High-speed Digital Design - Johnson & Graham,High-Speed Digital System Design 信号完整性在高速数字电路设计中是一个核心议题,主要研究信号在传输路径上的完整性和质量,以确保电路能够可靠地传递数据。随着数字电路的运行速度不断提升,信号完整性问题变得越来越突出,因为高速信号传输容易受到电磁干扰、反射、串扰等因素的影响,这些都可能导致信号失真,降低系统性能,甚至导致系统完全无法工作。因此,为了设计出高性能的电子系统,信号完整性分析和优化已成为工程师必须掌握的关键技能之一。 《信号完整性黑宝书三部曲》作为电子工程师设计高速电路时的重要参考资料,涵盖了信号完整性分析与模拟、互连和封装以及高速数字系统设计等多个方面。它不仅提供了理论知识,还包含了大量的实践案例,帮助工程师在实际工作中快速定位和解决信号完整性问题。 其中,《Digital Signal Integrity-Modeling and Simulation with Interconnects and Package》一书专注于数字信号在互连和封装中的完整性问题,详细讲解了信号完整性建模和仿真技术。在高速数字设计中,互连(如PCB走线)和封装(如IC封装)对于信号完整性具有极大影响。通过使用专业的建模和仿真工具,工程师可以在电路实际制造前预测信号行为,从而有效地减少设计中的错误和损失。 另外,《High-speed Digital Design - Johnson & Graham》由史蒂文·C·约翰逊和大卫·L·格雷厄姆所著,是高速数字设计领域的经典著作。该书深入探讨了高速数字设计的各个方面,包括信号传输理论、电路板设计、信号完整性问题及其解决策略。书中不仅提供了理论基础,还介绍了多种高速数字电路设计的实用技巧和方法,对电路设计工程师有着极大的参考价值。 《High-Speed Digital System Design》关注的是高速数字系统的设计理念和实践。高速数字系统设计需要考虑的因素包括但不限于信号完整性、电磁兼容性、热设计等。在高速系统的构建中,设计工程师必须考虑各个子系统之间的协同工作,以及它们如何影响整体系统的性能。本书将提供一整套设计流程和策略,帮助工程师设计出既高速又稳定的数字系统。 信号完整性是高速数字电路设计中的关键技术之一,涉及到电路设计的方方面面,包括互连、封装、PCB布局、信号传输、电磁兼容等多个领域。《信号完整性黑宝书三部曲》系列书籍从不同角度深入探讨了这些领域,是电子工程师在高速电路设计中不可或缺的学习和参考资料。
2025-06-25 13:30:43 36.11MB 信号完整性
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李玉山 信号完整性(SI)分析PPT
2025-06-25 13:29:14 1.48MB 信号完整性
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信号完整性是电子设计中的一个关键概念,特别是在高速数字系统中,它涉及到信号在传输过程中的质量和保真度。李玉山的"信号完整性PPT"很可能是对这一主题的深入讲解,涵盖了理论基础、分析方法以及解决信号完整性问题的策略。 1. **信号完整性的定义**:信号完整性是指在电路系统中,信号能够准确、及时地从发送端传输到接收端,不受到失真或干扰的程度。在高速数字系统中,信号质量受到电源完整性、地线噪声、串扰等因素的影响。 2. **信号完整性问题**:常见的信号完整性问题包括反射、衰减、抖动、时序偏移和串扰等。这些问题可能导致数据错误、降低系统性能,甚至导致系统无法正常工作。 3. **反射**:当信号在传输线上传输时,如果遇到阻抗不连续的地方,会产生反射。反射可能导致信号振荡,造成信号波形失真。 4. **衰减**:随着信号在传输线上的传播,其幅度会逐渐减小,这主要由线路的电阻和电感引起。 5. **抖动**:信号到达的时间相对于理想时间的偏离,可能由时钟抖动、数据抖动和其他系统噪声引起,影响系统时序的精确性。 6. **时序偏移**:由于信号传输延迟,接收端接收到的信号与预期的时间不同步,可能导致误码率增加。 7. **串扰**:相邻信号线之间的耦合,导致一条信号线的信号影响另一条信号线,尤其是在多条信号线并行传输时。 8. **解决策略**:改善信号完整性可以通过优化PCB布线、使用适当的阻抗匹配、增加信号线间的间距、使用屏蔽技术等方式实现。同时,电源和地线的规划也至关重要,良好的电源完整性可以减少噪声对信号的影响。 9. **仿真工具与分析**:利用信号完整性仿真软件,如SIwave、HFSS、ADS等,可以在设计阶段预测和分析信号完整性问题,避免在实际硬件中出现不可逆的问题。 10. **设计原则**:遵循高速设计的黄金法则,如最小化传输线长度、保持信号线阻抗一致、合理布局电源和地线网络等,有助于提高信号完整性。 李玉山的PPT可能会详细解释这些概念,并通过实例和案例研究帮助理解如何在实际设计中应用这些知识。对于从事高速数字系统设计的工程师来说,掌握信号完整性知识是必不可少的,这不仅可以提升设计质量,还能确保系统的可靠性和稳定性。
2025-06-25 13:27:27 31.36MB 信号完整性
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内容概要:VITA 68.3-2024-VDSTU标准定义了适用于OpenVPX信号完整性合规性的参考模型方法,主要针对超过10.3125 Gbaud的传输速率。该标准提供了OpenVPX插件模块和背板的S参数参考模型,用于创建端到端的OpenVPX参考通道,结合VPX连接器和设备的S参数模型进行仿真。标准的合规性基于对端到端通道仿真结果与相应协议标准要求的对比。VITA 68.3最初作为试验性草案标准发布,旨在经过36个月的试用期后提交给美国国家标准学会批准为国家标准。该标准完全自愿使用,并可能在任何时候修订或撤回。 适用人群:从事高速信号完整性和OpenVPX系统设计的工程师和技术人员。 使用场景及目标:①确保OpenVPX插件模块和背板在高传输速率下的信号完整性;②为系统集成商提供一种验证端到端通道性能的方法;③支持PCIe 4.0和25GBASE-KR/100GBASE-KR4等高级协议的合规性测试。 其他说明:该标准目前处于试验性草案阶段,建议用户密切关注标准的更新和修订。标准的实施需要使用S参数模型进行仿真,并与相应的协议标准要求进行比对。此外,标准的使用完全自愿,制造商可以选择是否遵循该标准进行产品设计和验证。
2025-05-25 09:32:57 615KB OpenVPX 信号完整性 高速通信
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外电子与通信教材系列:信号完整性分析(中文版) [美]Eric Bogayin著 电子工业出版社 本书全面论述了信号完整性问题。主要讲述了信号完整性和物理设计概论,带宽、电感和特性阻抗的实质含义,电阻、电容、电感和阻抗的相关分析,解决信号完整性问题的四个实用技术手段,物理互连设计对信号完整性的影响,数学推导背后隐藏的解决方案,以及改进信号完整性推荐的设计准则等。该书与其他大多数同类书籍相比更强调直观理解、实用工具和工程实践。它以入门式的切入方式,使读者很容易认识到物理互连影响电气性能的实质,从而可以尽快掌握信号完整性设计技术。本书作者以实践专家的视角指出了造成信号完整性问题的根源,特别给出了在设计前期阶段的问题解决方案。
2025-05-11 14:28:33 12.52MB 信号完整性
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在高速PCB电路设计过程中,经常会遇到信号完整性问题,导致信号传输质量不佳甚至出错。那么如何区分高速信号和普通信号呢?很多人觉得信号频率高的就是高速信号,实则不然。我们知道任何信号都可以由正弦信号的N次谐波来表示,而信号的最高频率或者信号带宽才是衡量信号是否是高速信号的标准。1、隔离一块PCB板上的元器件有各种各样的边值(edge rates)和各种噪声差异。对改善SI最直接的方式就是依据器件的边值和灵敏度,通过PCB板上元器件的物理隔离来实现。图1是一个实例。在例子中,供电电源、数字I/O端口和高速逻辑这些对时钟和数据转换电路的高危险电路将被特别考虑。 第一个布局中放置时钟和数据转换器在相邻于噪声器件的附近。噪声将会耦合到敏感电路及降低他们的性能。第二个布局做了有效的电路隔离将有利于系统设计的信号完整性。2、阻抗、反射及终端匹配阻抗控制和终端匹配是高速电路设计中的基本问题。通常每个电路设计中射频电路均被认为是最重要的部分,然而一些比射频更高频率的数字电路设计反而忽视了阻抗和终端匹配。由于阻抗失配产生的几种对数字电路致命的影响,参见下图: a.数字信号将会在接收设备输入端和
2025-05-09 22:49:13 179KB 高速设计 硬件设计
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根据Polar9000的参数以及阻抗计算结果,利用HFSS建立模型,通过仿真比较两者之间的差异。内含HFSS工程,HFSS建模手把手教程,根据本次实验,可以初步学会使用HFSS建模方法,了解HFSS优化方法,有助于了解高速信号完整性方面的知识
2025-04-14 13:06:36 115.59MB 课程资源 信号完整性 HFSS 参数优化
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《ANSYS OptiSLang 8.0:信号完整性的仿真利器》 ANSYS OptiSLang是一款强大的多学科优化工具,尤其在信号完整性领域表现出色。它为工程师提供了全面的解决方案,帮助他们在设计阶段就能预测和优化产品的性能。这款软件的8.0版本专为Windows操作系统设计,为用户带来了更为便捷的使用体验。 信号完整性是电子设计中的关键问题,它涉及到信号在电路中的传输质量和效率。在高速数字系统中,信号质量受到各种因素的影响,如阻抗不匹配、噪声干扰、反射等。OptiSLang 8.0通过集成的仿真功能,能够对这些因素进行详尽的分析和优化,确保信号在传输过程中的完整性。 该软件的核心特性包括: 1. **多物理场建模**:OptiSLang支持多种工程学科的模型构建,包括电磁、热力学、结构力学等,使得信号完整性分析可以与热管理、机械应力等问题相结合。 2. **参数化设计**:允许用户定义设计变量,进行参数化研究,快速探索设计空间,找到最优解。 3. **敏感性分析**:通过对设计参数的改变,分析其对系统性能的影响,有助于识别关键设计参数。 4. **优化算法**:内置多种优化算法,如遗传算法、响应面法等,能够处理复杂的非线性优化问题。 5. **实验设计**:提供统计学上的实验设计方法,如拉丁超立方抽样、正交试验设计等,以最小的实验次数获取最全面的数据。 6. **数据可视化**:强大的后处理工具,帮助用户理解仿真结果,通过图形化的方式展示设计空间和优化路径。 7. **集成接口**:与其他ANSYS产品以及第三方仿真工具(如HFSS、CircuitSim等)无缝集成,实现多工具协同工作。 8. **自动化工作流程**:用户可以创建定制化的脚本和工作流程,提高工作效率,减少重复性劳动。 在8.0版本中,ANSYS对用户界面进行了优化,使其更加直观易用,同时提升了计算效率和并行处理能力。对于初次接触OptiSLang的用户,官方提供的详细文档和教程也能帮助他们迅速上手。 总结起来,ANSYS OptiSLang 8.0是信号完整性分析和多学科优化的得力助手,无论是在产品开发的早期概念验证阶段,还是在后期的精细化设计中,都能提供强大的支持。通过这款软件,工程师们可以更准确地预测和改善设计的性能,从而缩短产品上市时间,降低成本,并提升产品质量。
2025-04-05 22:00:42 646.26MB 信号完整性
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