第一课  分享的目的

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第二课 什么是理论分析

 

 仿真不是目的，仿真是验证理论分析的方法

测试不是目的，测试是验证理论分析的方法

第三课  信号完整性简介    小型化、高功率、高密度

传输线理论：传输线是由 信号路径和返回路径共同组成

研究信号传输路径特征和在其路径中的传输规律

信号的传播是先有电磁场的分布，后有电磁波的传播，信号的最终载体是电磁波

信号的传输是在信号走线的引导下传播的电磁波

 第四课  为什么电源完整性重要

 工程上认为，γ/20的距离是无电势差的

EMC问题往往需要进行电磁分析

常规的电路分析无法解释由于电磁导致的EMC问题

传输线分析无法解释所有由电磁导致的EMC问题

EMC问题判断方法

EMC问题往往是SI/PI问题的延续

第六课 SI_PI入门流程

  

第七课 时域和频域

上升沿为1ns，那么周期大概为T=15ns  F=1/T=70MHz

带宽=0.35*1GHz=350MHz 

传输线一般具有低通的特征

会滤除信号中的高频分量，使得信号的上升沿变缓

第八课 阻抗和电气模型

屏蔽设计的原则

结构尽量简单，不要增加无关的缝隙，尽量采用圆形小孔排列，多小孔，避免大孔

线缆的处理措施比屏蔽本身更重要

屏蔽的电连续性是影响结构件屏蔽的最主要因素，相对而言，一般材料本身的屏蔽性能和材料厚度的影响微不足道

如果导体从屏蔽体穿出，将对屏蔽体的屏蔽效能产生显著的劣化作用，保证电缆屏蔽层与屏蔽体之间可靠的连接，提供足够低的接触阻抗

采用非屏蔽电缆时，电缆在屏蔽体的内侧的长度要足够的短，使干扰信号不能有效的耦合出去，从而减少电缆的穿透影响

屏蔽线缆的猪尾巴效应

滤波器件

电容(通用电容、三端电容)

电感(通用电感、共模电感、磁珠)

电阻

滤差模和共模的接线方案

PCB布板设计

合理化的布局、合理的叠层结构、高速线阻抗匹配、地的合理化分割(传输线效应)

接口电路的滤波设计(电源接口、通讯接口)

第九课 电感的物理基础

电流周围存在闭合的磁力线圈

第十课 电阻的物理模型

直流电流流过均匀导体，会产生均衡的电势差模型

第十一课 电容的物理模型

电容中没有任何直流流过，电压的变化带来了位移电流，等效电流流经电容

 PI要解决的问题，满足快速的充放电特性

第十二课 基于Q3D的电源板仿真

a.阻抗理论的工程应用

b.直流仿真(导体直流电阻)

直流仿真观察，功率，电流流向和电流密度特征

使得电流路径均匀分布，电流密度合理，优化布局布线

c.交流仿真

电容去耦网络电感最小化设计,输入输出电容就近放，过孔的运用

第十三课 传输线是什么

传输线理论是电磁理论与电路理论之间的桥梁

实际是电磁场在传输线上传输后，产生了电压与电流的表象，特征化集总参数后，形成了电路理论

电磁效应通过传输线理论转化为电路特征进行分析，传输线又通过RLC的组合近似表征，方便分析

传输线

 

信号激起电/磁场

建立的电磁场的位置随时间向前推移，

变化的电场产生变化的磁场，变化的磁场产生变化的电场，由此形成位移电流

在此过程中，信号导体引导了电磁场的分布，也就引导了电磁波的传输

传输线理论是工程技术和电磁学的完美结合构造，工程实践可控的特征

由于电磁现象不能直接使用电路方法进行分析，所以使用传输线理论

转化电磁特征，转换后的电气特征是可分析的

电磁现象的电气抽象的具体方法是：信号路径和返回路径

 想达到完美的信号互联，需要近乎完美的传输线

所以需要研究传输线的物理特征，均匀化传输线，来管控电磁特征，使得阻抗可控

1.要使得电力线和磁力线在三维空间中有规律的分布

2.需要电压/电流在三维空间中有规律的分布

3.那么可以由此进行二维空间中的电气设计

 

FR4@500MHz~10GHz  介电常数基本不变   V=6in/ns=15cm/ns

电磁波相互转换推进，物质的磁导率基本为恒定，电场率不同，所以电场的建立速度决定了信号的传输速度，也就是物质的介电常数决定了信号传输的速度

 沿长度定义：信号上升时间内，电气传输的物理长度

若100MHz周期的信号，tr=1/10T=1ns     L=V*tr=15cm/ns*1ns=15cm           L/6=2.5cm  

所以100MHz的信号，若需要不发生反射效应，需要走线长度小于2.5cm

 

 

特性阻抗：是指传输线上的瞬态阻抗如果保持恒定，那么我们可以说这个传输线的

特性阻抗是多少

电源平面与GND平面构成的传输线特性阻抗一般小于0.1Ω为宜

传输线的信号路径和返回路径收集并引导着电磁波的分布

如果没有传输线的引导，电磁波在空间中传播的特性阻抗为：Z0=根号u/e=120pai=377欧姆

天线阻抗与自由空间阻抗一致相比配的话，天线辐射量是最优的

传输线特性阻抗可以为任何值，受到可制造性和历史原因限制

没有电磁分析能力，只能将返回路径分析应用于SI分析