Перевод с английского. — Москва: Вильямс, 2006. — 624 с.: ил. —
ISBN 5-8459-0807-8.
Это первая книга двухтомника Говарда Джонсона и Мартина Грэхема.
Она посвящена описанию конструктивных, топологических и
схемотехнических аспектов проектирования быстродействующей цифровой
техники, работающей с тактовыми частотами от 20 МГц до 20 ГГц и
выше. Она может быть полезной как инженерам, занимающимся по роду
своей деятельности проектированием соответствующей аппаратуры, так
и студентам ВУЗов, поскольку сдержит массу полезных сведений,
которые обычно не излагаются в классических курсах по данному
предмету. Простое и доступное изложение материала, а также его
сугубо практический уклон, позволят немедленно перейти к применению
описанных подходов в производстве.
Предисловие.
Основы.
Частота и время.
Время и расстояние.
Цепи с сосредоточенными параметрами и цепи с распределенными параметрами.
К вопросу о полосе пропускания по уровню —3 дБ и эффективной полосе пропускания.
Четыре вида реактивности.
Собственная емкость.
Собственная индуктивность.
Более точный метод оценки постоянной времени экспоненциального спада.
Взаимная емкость.
Взаимная индуктивность. Параметры, определяющие быстродействие логических элементов.
Пример из истории развития цифровой техники.
Мощность.
Быстродействие.
Корпусирование. Техника выполнения измерений.
Время нарастания переходной характеристики и полоса пропускания измерительных щупов осциллографа.
Собственная индуктивность заземляющего провода измерительного щупа осциллографа.
Наводки, проникающие в измерительную цепь через контур заземления.
Какую нагрузку в измеряемой цепи создает измерительный щуп.
Специальная оснастка для подключения измерительного щупа.
Устранение наводок, создаваемых экранными токами измерительного щупа.
Измерения в системах последовательной передачи данных.
Понижение частоты тактовой синхронизации схемы.
Измерение уровня перекрестных помех.
Измерение предельно допустимых параметров рабочего режима схемы.
Экспериментальное наблюдение эффекта метастабильного поведения. Линии передачи.
Недостатки обычных проводных соединений.
Бесконечная однородная линия передачи.
Влияние импедансов источника сигнала и нагрузки.
Частные случаи вариантов подключения линии передачи.
Волновое сопротивление и постоянная задержки линии передачи. Слои земли и компоновка многослойной печатной платы.
Высокочастотный ток следует по пути наименьшей индуктивности.
Перекрестные помехи в случае сплошных слоев земли.
Перекрестные помехи при наличии разрывов в сплошных слоях земли.
Перекрестные помехи в случае решетчатой конфигурации опорных слоев.
Перекрестные помехи в случае гребенчатой конфигурации шин питания и земли.
Защитные дорожки.
Перекрестные помехи на ближнем (NEXT) и дальнем (FEXT) концах линии.
Как правильно уложить слои в многослойной печатной плате. Согласование цепей.
Согласование на стороне нагрузки.
Согласование на стороне источника.
Согласование линии передачи в промежуточных точках.
Смещение согласующей нагрузки по переменному току.
Выбор согласующих резисторов.
Перекрестные помехи, создаваемые согласующими нагрузками. Межслойные перемычки.
Конструктивные характеристики межслойных перемычек.
Емкость межслойной перемычки.
Индуктивность межслойной перемычки.
Возвратные токи и межслойные перемычки. Системы питания.
Обеспечение стабильного опорного напряжения.
Разводка питания, обеспечивающая одинаковое напряжение питания во всех точках схемы.
Распространенные причины нарушений в работе системы распределения питания.
Выбор блокировочного конденсатора. Соединители.
Взаимная индуктивность: как соединители создают перекрестные помехи.
Последовательная индуктивность: как соединители создают электромагнитные помехи.
Паразитная емкость: использование соединителей в многоотводной шине.
Измерение взаимной связи между контактами соединителей.
Неразрывность слоя земли под соединителем.
Способы решения проблемы электромагнитных помех, создаваемых внешними соединениями.
Специальные разъемы для высокоскоростной цифровой аппаратуры.
Передача дифференциального сигнала через соединитель.
Подача питания через разъемы. Плоский кабель.
Электрические характеристики плоского кабеля.
Перекрестные помехи в плоском кабеле.
Соединители для плоских кабелей.
Электромагнитное излучение плоского кабеля. Распределение сигналов тактовой синхронизации.
Запас по длительности периода синхронизации.
Расфазировка сигналов тактовой синхронизации.
Применение формирователей с повышенной нагрузочной способностью.
Использование низкоомных шлейфовых шин распределения сигнала тактовой синхронизации.
Согласование в схеме параллельного подключения линий передачи к источнику синхросигнала.
Защита линий синхронизации от перекрестных помех.
Преднамеренная коррекция задержки.
Дифференциальная передача сигналов тактовой синхронизации.
Скважность сигнала тактовой синхронизации.
Компенсация паразитной емкости повторителя тактового сигнала.
Развязка приемников тактовых импульсов от шины синхронизации. Генераторы тактовой синхронизации.
Применение корпусированных генераторов тактовой синхронизации.
Джиттер сигнала тактовой синхронизации. Литература. Приложения:
На заметку.
Расчет времени нарастания.
Формулы для расчетов в MathCad. Предметный указатель.
Частота и время.
Время и расстояние.
Цепи с сосредоточенными параметрами и цепи с распределенными параметрами.
К вопросу о полосе пропускания по уровню —3 дБ и эффективной полосе пропускания.
Четыре вида реактивности.
Собственная емкость.
Собственная индуктивность.
Более точный метод оценки постоянной времени экспоненциального спада.
Взаимная емкость.
Взаимная индуктивность. Параметры, определяющие быстродействие логических элементов.
Пример из истории развития цифровой техники.
Мощность.
Быстродействие.
Корпусирование. Техника выполнения измерений.
Время нарастания переходной характеристики и полоса пропускания измерительных щупов осциллографа.
Собственная индуктивность заземляющего провода измерительного щупа осциллографа.
Наводки, проникающие в измерительную цепь через контур заземления.
Какую нагрузку в измеряемой цепи создает измерительный щуп.
Специальная оснастка для подключения измерительного щупа.
Устранение наводок, создаваемых экранными токами измерительного щупа.
Измерения в системах последовательной передачи данных.
Понижение частоты тактовой синхронизации схемы.
Измерение уровня перекрестных помех.
Измерение предельно допустимых параметров рабочего режима схемы.
Экспериментальное наблюдение эффекта метастабильного поведения. Линии передачи.
Недостатки обычных проводных соединений.
Бесконечная однородная линия передачи.
Влияние импедансов источника сигнала и нагрузки.
Частные случаи вариантов подключения линии передачи.
Волновое сопротивление и постоянная задержки линии передачи. Слои земли и компоновка многослойной печатной платы.
Высокочастотный ток следует по пути наименьшей индуктивности.
Перекрестные помехи в случае сплошных слоев земли.
Перекрестные помехи при наличии разрывов в сплошных слоях земли.
Перекрестные помехи в случае решетчатой конфигурации опорных слоев.
Перекрестные помехи в случае гребенчатой конфигурации шин питания и земли.
Защитные дорожки.
Перекрестные помехи на ближнем (NEXT) и дальнем (FEXT) концах линии.
Как правильно уложить слои в многослойной печатной плате. Согласование цепей.
Согласование на стороне нагрузки.
Согласование на стороне источника.
Согласование линии передачи в промежуточных точках.
Смещение согласующей нагрузки по переменному току.
Выбор согласующих резисторов.
Перекрестные помехи, создаваемые согласующими нагрузками. Межслойные перемычки.
Конструктивные характеристики межслойных перемычек.
Емкость межслойной перемычки.
Индуктивность межслойной перемычки.
Возвратные токи и межслойные перемычки. Системы питания.
Обеспечение стабильного опорного напряжения.
Разводка питания, обеспечивающая одинаковое напряжение питания во всех точках схемы.
Распространенные причины нарушений в работе системы распределения питания.
Выбор блокировочного конденсатора. Соединители.
Взаимная индуктивность: как соединители создают перекрестные помехи.
Последовательная индуктивность: как соединители создают электромагнитные помехи.
Паразитная емкость: использование соединителей в многоотводной шине.
Измерение взаимной связи между контактами соединителей.
Неразрывность слоя земли под соединителем.
Способы решения проблемы электромагнитных помех, создаваемых внешними соединениями.
Специальные разъемы для высокоскоростной цифровой аппаратуры.
Передача дифференциального сигнала через соединитель.
Подача питания через разъемы. Плоский кабель.
Электрические характеристики плоского кабеля.
Перекрестные помехи в плоском кабеле.
Соединители для плоских кабелей.
Электромагнитное излучение плоского кабеля. Распределение сигналов тактовой синхронизации.
Запас по длительности периода синхронизации.
Расфазировка сигналов тактовой синхронизации.
Применение формирователей с повышенной нагрузочной способностью.
Использование низкоомных шлейфовых шин распределения сигнала тактовой синхронизации.
Согласование в схеме параллельного подключения линий передачи к источнику синхросигнала.
Защита линий синхронизации от перекрестных помех.
Преднамеренная коррекция задержки.
Дифференциальная передача сигналов тактовой синхронизации.
Скважность сигнала тактовой синхронизации.
Компенсация паразитной емкости повторителя тактового сигнала.
Развязка приемников тактовых импульсов от шины синхронизации. Генераторы тактовой синхронизации.
Применение корпусированных генераторов тактовой синхронизации.
Джиттер сигнала тактовой синхронизации. Литература. Приложения:
На заметку.
Расчет времени нарастания.
Формулы для расчетов в MathCad. Предметный указатель.