ADS高速电路信号完整性应用实例 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张涛 等 著

图书标签:

• 信号完整性
• 高速电路
• ADS
• 电路仿真
• 电磁兼容性
• 射频电路
• 微波电路
• PCB设计
• 电源完整性
• 高速数字电路

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121273926

版次：1

商品编码：11847172

包装：平装

开本：16开

出版时间：2015-12-01

用纸：胶版纸

页数：256

字数：406000

正文语种：中文

内容简介

　　本书主要介绍利用ADS软件进行高速电路信号完整性设计的方法，包含13个工程案例，详细介绍了传输线阻抗分析、串扰分析、TDR仿真、串行总线与DDR总线、电源完整性、仿真与测量结合的设计与分析方法。本书的特点是以工程案例为主，结合理论分析，工程实用性强。

作者简介

　　张涛，安捷伦科技（中国）有限公司EEsofEDA，从事射频电路设计与仿真工作多年，具有丰富的射频电路设计与仿真经验。

目录

实例1 单端传输线阻抗分析
1．1 创建 ADS 项目文件
1．2 仿真电路建立
1．3 电路优化
1．4 版图仿真设定
1．5 电磁仿真
1．6 CILD工具使用
实例2 差分传输线分析
2．1 创建 ADS 项目文件
2．2 差分线版图元件创建
2．3 差分线损耗串扰仿真
2．4 差分线阻抗分析
2．5 单端S参数到差分/共模S参数的转换
2．6 SnP文件导入
实例3 传输线及三维连接器TDR仿真
3．1 PCB TDR仿真实验
3．2 PCB及连接器TDR仿真实验
实例4 基于测量的通道建模
4．1 通道测量结果显示
4．2 通道时域特性仿真
4．3 建立通道模型
4．4 通道模型的优化
4．5 使用优化通道模型进行仿真
实例5 PCB板材宽带参数提取
5．1 测量文件的导入和验证
5．2 AFR和测量结果去嵌入
5．3 介电常数拟合
实例6 CEI-25G-LR通道特性一致性分析
6．1 建立通道模型并仿真
6．2 通过AEL 脚本语言自定义测量函数
6．3 插入损耗曲线
6．4 拟合插入损耗曲线
6．5 插入损耗曲线偏差
6．6 回波损耗曲线
6．7 综合串扰噪声
实例7 高速串行链路的通道仿真
7．1 PCIE通道模型
7．2 基本的通道仿真
7．3 串扰（Xtalk） 对通道性能的影响
7．4 CTLE均衡
7．5 FFE均衡
7．6 DFE均衡
7．7 通道的阶跃响应与冲击响应
7．8 IBIS-AMI模型仿真
7．9 通道参数扫描与最优化
实例8 使用IBIS-AMI模型分析高速串行链路实测波形
8．1 测量波形
8．2 通道建模
8．3 模型验证
8．4 AMI模型的后处理和分析
8．5 扫描参数
实例9 光通道IBIS-AMI模型创建及验证
9．1 在SystemVue中进行光通道IBIS-AMI模型创建
9．2 在ADS中进行光通道IBIS-AMI模型验证
实例10 Cadence Allegro版图的提取、导入及仿真
10．1 AllegroDFI插件的安装及设置
10．2 在Allegro软件中使用AllegroDFI插件进行版图提取
10．3 创建ADS工程，导入Allegro版图
10．4 查看导入的版图
10．5 Momentum设置及仿真
10．6 将电磁场仿真结果代入ADS原理图进行仿真
实例11 DDR4仿真及一致性测试
11．1 DDR4一致性测试关键指标
11．2 DDR4一致性测试步骤
实例12 DDR BUS仿真器
12．1 DDR4一致性测试面临的挑战
12．2 DDR BUS仿真设置实例
实例13 电源完整性分析――电源网络阻抗分析
13．1 版图的截取与导入
13．2 将ADFI导出的版图导入到ADS
13．3 EM setup设置
13．4 PDN阻抗响应
附录A ADS信号完整性仿真常见问题及解答

前言/序言

　　前言

　　数据传输速率的不断提高，使得信号完整性的问题变得越来越突出，借助于仿真工具进行信号完整性的分析和预测，已逐渐成为重要的设计手段。是德科技的ADS软件针对这一挑战提供了从通道建模到仿真分析再到测量验证的完整的解决方案，是目前市场上主流的高速电路信号完整性仿真平台。

　　在射频微波电路设计领域，ADS 软件已经被广大工程师了解和接受，国内也已有多部专著介绍了相关应用。但在高速电路信号完整性领域，目前的专著较少，希望本书的出现能够填补这一空白。

　　本书以案例为主，不包含信号完整性的基础理论知识。书中选择了高速电路设计领域的若干个典型案例，内容范围涉及传输线设计、连接器设计、高速背板建模与验证、串行及并行总线信号质量分析、 电源完整性分析等多个领域。

　　本书包括13个实例及一个附录。其中，实例1和实例2由赵晨星编写，主要介绍传输线阻抗分析方法；实例3和实例9由谢成诚编写，实例3介绍连接器仿真与TDR分析方法，实例9介绍光通道IBIS-AMI建模及验证方法；实例4和实例10由薛新东编写，实例4介绍高速背板的建模与测量验证，实例10介绍从Cadence版图设计工具Allegro导出版图至ADS 软件中进行仿真的基本流程；实例5和实例8由王熠编写，实例5介绍基于矢量网络分析仪测量的宽带PCB 材料参数提取方法，实例8介绍如何将高速实时示波器测量的波形结合实际芯片的IBIS-AMI模型进行接收的均衡和后处理，分析芯片内眼图和信号质量；实例6和实例7由张涛编写，实例6介绍如何将测量的CEI-25G-LR通道数据根据协议定义的规范进行一致性分析，实例7介绍通道仿真器的原理、设置及应用；实例11和实例12由崔梦编写，介绍DDR4仿真器及一致性测试的基本方法；实例13由陈哲生编写，介绍使用ADS进行电源网络阻抗分析的基本流程。书中除实例12外，其余实例都使用ADS2014��01版本进行了验证，这些实例在更早的版本，如ADS2012、ADS2013也可以使用。

　　附录A中列举了22个常见的使用ADS软件进行高速电路信号完整性仿真问题，并逐一进行了解答。 所选问题来自我的中国台湾同事林鸣志先生编写的《ADS信号完整性问题集》，在此一并表示感谢。

　　由于编者水平有限，加上时间紧迫，书中错误在所难免，希望广大读者批评指正。

　　为便于读者阅读、学习，特提供本书实例下载资源，请访问网站，到“资源下载”栏目下载。

　　编著者

《ADS高速电路信号完整性应用实例》图书简介 随着电子设备集成度的不断提高和工作频率的飞速攀升，信号完整性（Signal Integrity, SI）已经成为设计高性能、高可靠性高速电路过程中不可或缺的关键环节。任何对信号质量的忽视，都可能导致电路性能下降、数据传输错误，甚至系统失效。本书《ADS高速电路信号完整性应用实例》正是为了应对这一挑战而生，它并非一本纯理论的学术专著，而是深度聚焦于业界领先的EDA（Electronic Design Automation）工具——Cadence AWR Design Environment（ADS）在实际高速电路信号完整性分析和设计中的应用。 本书的宗旨是通过一系列贴近实际工程需求的案例，系统地阐述如何利用ADS强大的仿真和分析功能，有效解决高速电路设计中遇到的各种信号完整性问题。我们深知，对于工程师而言，理解理论固然重要，但掌握工具，并能将理论知识转化为实际的工程解决方案，才是提升工作效率和项目成功率的关键。因此，本书的内容组织和案例选择，都以“应用”为导向，力求为读者提供一套可落地、可操作的实践指南。 本书内容概览： 本书将从基础概念出发，循序渐进地引导读者深入理解信号完整性的核心要素，并在此基础上，详细介绍如何利用ADS对这些要素进行建模、仿真和优化。 第一部分：信号完整性基础与ADS建模 在开始实际的仿真分析之前，理解信号完整性的基本原理至关重要。本部分将对信号完整性相关的关键概念进行梳理，包括但不限于： 传输线理论回顾： 阻抗匹配、反射、串扰、损耗等基本概念的物理意义和对信号质量的影响。 眼图分析： 眼图的构成、解析方法以及如何通过眼图评估信号质量。 关键参数： 抖动（Jitter）、眼高（Eye Height）、眼宽（Eye Width）、上升/下降时间（Rise/Fall Time）等指标的定义与测量。 PCB板级设计的影响： 叠层设计、走线规则、过孔、BGA封装等对信号完整性的潜在影响。 连接器的影响： 连接器的电气性能参数及其在高速信号路径中的作用。 在理解了理论基础后，如何将实际的电路器件和PCB布线准确地建模，是进行有效仿真分析的前提。本部分将重点介绍在ADS中进行建模的技巧： ADS环境概览： ADS的基本界面、常用工具栏和工作流程介绍。 S参数建模： 如何导入或创建S参数模型，用于描述复杂器件（如连接器、IC封装、PCB叠层）的电气特性。 IBIS模型应用： 讲解IBIS（Input/Output Buffer Information Specification）模型的原理及其在ADS中的导入和使用，尤其适用于描述IC驱动端和接收端的特性。 PCB叠层编辑器（Layout Stackup Editor）： 如何在ADS中精确建立PCB叠层模型，定义介质参数、铜厚、层厚等，这是准确仿真传输线特性的基础。 规则驱动的版图绘制与参数提取： 介绍如何在ADS中进行PCB版图的规则绘制，并利用其强大的提取功能，自动生成传输线模型和Spice网表。 多端口网络模型： 如何构建多端口网络模型以表征复杂的连接结构或PCB区域。 第二部分：ADS在关键信号完整性问题中的应用实例 本部分是本书的核心，将通过一系列详细的实际案例，展示如何运用ADS解决具体的高速电路信号完整性难题。每个案例都将包含问题描述、电路拓扑、仿真设置、结果分析和优化建议等环节。 案例一：传输线阻抗匹配分析与优化 问题： 高速信号在PCB上传输时，由于阻抗不匹配导致严重的反射，影响信号质量。 内容： 使用ADS PCB Layout工具绘制PCB走线，并在Stackup Editor中定义叠层参数。 利用ADS的传输线参数计算器（Transmission Line Calculator）分析不同走线宽度、介质参数下的特征阻抗。 利用ADS的Layout Schematic功能，结合S参数模型（如连接器模型）和传输线模型，构建仿真电路。 仿真并观察时域和频域的反射系数（S11），分析反射点和反射大小。 根据仿真结果，调整走线宽度、参考平面设计或选择合适的匹配网络（如终端匹配），并重新仿真验证。 展示眼图分析，量化阻抗匹配优化对眼图参数（如眼高、眼宽）的影响。 案例二：串扰（Crosstalk）分析与抑制 问题： 相邻高速信号线之间的耦合导致串扰，干扰信号的正常传输。 内容： 在ADS Layout中绘制具有紧密相邻走线的PCB区域。 利用ADS内置的电磁场求解器（如Momentum）对该区域进行全波电磁场仿真，提取多端口S参数模型。 将提取的模型集成到仿真电路中，分别驱动相邻信号线，设置不同的驱动强度和信号模式（如同一方向和相反方向传输）。 仿真并分析受干扰信号的眼图和时域波形，关注串扰带来的过冲、下冲和毛刺。 介绍抑制串扰的常用技术，如增加间距、改变走线角度、使用屏蔽线、差分对的布置优化等。 通过修改版图参数，进行多次仿真，对比不同抑制策略的效果。 案例三：损耗（Loss）对信号衰减的影响及补偿 问题： 高速信号在长距离PCB走线和连接器中传输时，会受到介质损耗和导体损耗的影响，导致信号幅度衰减和上升/下降时间变慢。 内容： 在ADS中建立包含长走线、连接器和BGA封装的仿真电路。 在Stackup Editor中精确设置介质的损耗因子（Loss Tangent）和铜箔的粗糙度（Copper Roughness），以模拟实际损耗。 利用ADS的S参数仿真功能，观察信号在远端端口的幅度和相位特性（S21）。 分析信号波形和眼图，量化损耗对上升/下降时间、信号幅度衰减的影响。 介绍常用的损耗补偿技术，如使用低损耗介质材料、优化走线宽度、使用信号衰减均衡器（FExtender, De-Embedder）、预加重（Pre-emphasis）等。 通过仿真不同补偿技术的配置，评估其在恢复信号质量方面的效果。 案例四：差分信号完整性分析 问题： 差分信号虽然具有一定的抗共模噪声能力，但在设计不当的情况下，仍然会面临共模信号、模差转换（Mode Conversion）、远端串扰等问题。 内容： 介绍差分对的理想模型和实际模型在ADS中的创建方法，包括差分对走线参数化提取。 重点分析差分对的阻抗（共模阻抗、差模阻抗）和耦合效应。 利用ADS仿真差分信号的眼图，关注眼高、眼宽以及眼图的对称性。 分析模差转换现象，以及如何通过差分对的走线对称性、过孔处理来减小模差转换。 讨论在差分信号路径中，单端信号完整性问题（如共模信号的反射）同样重要。 介绍差分信号的端接方案和优化。 案例五：电源完整性（Power Integrity, PI）与信号完整性（SI）的协同分析 问题： 电源噪声会直接影响信号驱动端的电压和电流，进而影响信号质量。反之，高速信号的快速开关也会在电源网络中产生瞬态电流，引起电源跌落（Power Drop）和噪声。 内容： 介绍电源网络（PDN）的建模方法，包括去耦电容的建模、VRM（Voltage Regulator Module）的S参数模型等。 展示如何将电源网络模型与信号完整性仿真模型进行耦合。 通过仿真，分析电源噪声对信号眼图的影响，例如电源电压波动引起的眼高减小、抖动增加。 讨论反之，高速信号的开关电流对电源网络的影响，以及如何通过电源滤波和去耦设计来改善。 强调电源完整性和信号完整性分析的协同重要性。 案例六：抖动（Jitter）分析与分解 问题： 抖动是导致高速数字信号误码的主要原因之一，准确的抖动分析和分解对于评估系统性能至关重要。 内容： 介绍抖动的各种来源，包括确定性抖动（DJ）和随机抖动（RJ），以及它们的子项（如占空比失真、周期抖动、随机抖动）。 在ADS中利用眼图分析工具，自动计算和显示总抖动（TJ）以及DJ和RJ的分量。 讲解如何通过设置不同的仿真参数和模型，来隔离和分析不同来源的抖动。 讨论如何通过优化电路设计（如减小串扰、改善时钟源质量、优化终端匹配）来降低抖动。 第三部分：进阶应用与技巧 除了上述核心案例，本书还将深入探讨一些进阶应用和实用技巧，帮助读者更高效地利用ADS进行信号完整性设计。 高级仿真设置： 参数化扫描： 如何利用ADS的参数化扫描功能，批量测试不同参数（如走线宽度、介质参数、匹配电阻值）对信号完整性的影响，快速找到最优设计。 蒙特卡洛分析（Monte Carlo Analysis）： 如何考虑器件参数的制造公差，进行蒙特卡洛分析，评估设计在不同参数组合下的鲁棒性。 版图后仿真（Post-Layout Simulation）： 详细讲解从Allegro/OrCAD等版图工具导出网表和寄生参数到ADS进行仿真的流程。 ADS脚本（ADS Scripting）： 介绍如何使用ADS内置的Tcl/Tk脚本语言，实现自动化仿真流程、后处理和报告生成，极大地提高工程效率。 与其他EDA工具的协同： 简要介绍ADS如何与其他EDA工具（如Allegro PCB Designer、OrCAD PCB Designer）进行数据交互，实现从原理图设计、PCB布局到信号完整性仿真的无缝工作流。 常见陷阱与注意事项： 总结在信号完整性仿真过程中可能遇到的常见问题和陷阱，以及如何规避。 本书目标读者： 本书适合于以下人群： PCB设计工程师： 需要在PCB设计阶段就考虑并解决信号完整性问题。 硬件工程师： 负责高速数字电路的设计、验证和调试。 信号完整性工程师： 专注于信号和电源完整性分析与优化。 技术学生和研究人员： 对高速电路信号完整性有深入学习需求的在校生及研究人员。 任何希望掌握Cadence ADS在信号完整性领域应用能力的专业人士。 阅读本书，您将能够： 深刻理解高速电路信号完整性的核心挑战。 熟练掌握Cadence ADS在信号完整性分析中的各项功能。 掌握利用ADS进行精确建模、仿真和结果分析的方法。 学会如何针对实际工程中的信号完整性问题，提出有效的解决方案。 提升高速电路设计的成功率，缩短产品上市周期。 《ADS高速电路信号完整性应用实例》将以严谨的理论为基础，以丰富的工程实践为支撑，通过清晰易懂的语言和详实的图示，帮助读者在实际工作中游刃有余地驾驭信号完整性这一复杂课题。本书不仅是一本工具使用手册，更是一套解决实际工程问题的思路与方法论。我们相信，通过本书的学习，您将能够更加自信地迎接高速电路设计带来的挑战，设计出性能卓越、稳定可靠的电子产品。

评分☆☆☆☆☆

这本书的视角非常独特，它不仅仅是告诉我们“是什么”，更是深入地讲解了“为什么”以及“如何做”。作为一名在模拟电路设计领域摸爬滚打多年的工程师，我一直对信号完整性这一块知之甚少，总觉得它离我比较远。然而，《ADS高速电路信号完整性应用实例》这本书，却以一种极其亲切和务实的方式，将我带入了信号完整性的世界。它并没有回避复杂的数学公式，但更多的是将这些理论知识与ADS的实际操作紧密结合。我尤其惊叹于书中对于PCB的微带线、带状线等不同传输线的模型和仿真方法。它详细地解释了为什么在高速设计中，走线的设计不仅仅是连接器那么简单，而是需要考虑阻抗、损耗、色散等多种因素。书中还分享了许多关于时序分析和抖动管理的经验，这对于我这种对时序要求极高的设计者来说，简直是及时雨。我学会了如何利用ADS来精确地计算信号的上升时间、下降时间，以及如何通过合理的布线来最小化信号的畸变。这本书真的让我对高速信号的本质有了全新的认识，也为我提供了强大的工具和方法论。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直打开了我对高速电路设计的新世界！以前总觉得信号完整性是个玄乎的概念，看了这本书才明白，原来是这么的贴近实际，这么的具象化。它没有空谈理论，而是直接切入ADS这个强大的工具，通过一个个鲜活的案例，把信号完整性的各种问题，比如反射、串扰、损耗等等，都讲得明明白白。我尤其喜欢书中对各种损耗机制的深入剖析，不仅仅是讲是什么，更讲了如何量化，以及在ADS中如何去模拟和优化。例如，在处理阻抗匹配时，书里通过实际的PCB布局和过孔设计，展示了如何一步步调整，直到达到理想的匹配效果。还有那些关于时域和频域分析的对比，真的太有帮助了，让我能够从不同的角度去理解信号的衰减和失真。读这本书的时候，我感觉就像有一个经验丰富的老工程师在我身边手把手地教我，每一个步骤都那么清晰，每一个结论都那么有说服力。对于那些正在高速电路设计领域摸索的朋友，这本书绝对是不可多得的宝藏。它不仅提供了工具的使用方法，更重要的是传授了一种解决问题的思路和方法论，让我对未来的设计工作充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，我对信号完整性这个概念都感到有些模糊，觉得它离日常的芯片设计有些距离。直到我翻开了《ADS高速电路信号完整性应用实例》，才真正体会到它的重要性和实际应用价值。《ADS高速电路信号完整性应用实例》这本书，真正做到了“以实例为导向”，它不是枯燥的理论堆砌，而是通过大量贴近实际的高速电路设计场景，来讲解信号完整性分析的核心要素。我特别喜欢书中对于不同类型连接器和线缆的仿真分析，这些都是高速设计中非常容易被忽视但又至关重要的环节。书中对电源完整性（PI）的讲解也十分到位，它展示了如何通过ADS来分析电源网络的阻抗，以及如何通过选择合适的去耦电容来优化电源平面的性能。此外，关于眼图的解读和优化，也让我对信号的质量有了更直观的认识。这本书不仅教授了如何使用ADS进行仿真，更重要的是，它培养了我在设计过程中对信号完整性问题的敏感度，让我能够提前预判和规避潜在的风险。对于任何想在高速电路设计领域有所建树的工程师来说，这本书都是一本不可多得的实用手册。

评分☆☆☆☆☆

我一直以为信号完整性分析离我的工作还比较遥远，没想到这本《ADS高速电路信号完整性应用实例》彻底改变了我的看法。它用一种非常实用的方式，将复杂的信号完整性理论落地到实际的设计流程中。书中大量的实例，都是基于ADS软件完成的，这对于我这种平时就经常使用ADS进行仿真验证的工程师来说，简直是福音。我特别欣赏书中对于各种常见信号完整性问题的解决方案，比如如何通过调整走线宽度、间距，以及如何合理地使用去耦电容来抑制电源噪声。书里还详细介绍了如何利用ADS的内置工具，例如眼图分析、S参数仿真等，来评估和预测信号质量。我印象最深刻的是关于串扰的章节，它展示了如何通过改变走线布局和屏蔽措施来有效减少串扰的影响，并且提供了量化的评估指标。读完这本书，我感觉自己对高速信号的传输过程有了更深刻的理解，也学会了如何利用ADS去主动地发现和解决潜在的信号完整性问题，而不是被动地等待仿真结果出现错误。这对于提升我的设计效率和产品可靠性，无疑有着巨大的帮助。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值在于它的“应用实例”这四个字，它不是一本泛泛而谈的教材，而是直接将信号完整性的理论知识与ADS这款强大的EDA工具深度融合，通过一系列精心设计的案例，将抽象的概念变得可视化、可操作。我之前在项目中也遇到过一些信号完整性方面的问题，但总是在仿真中遇到瓶颈，不知道如何下手。读了这本书之后，我恍然大悟，很多问题都可以通过ADS中的参数调整和布局优化来解决。比如，书中关于反射和匹配的章节，通过实际的S参数仿真结果，清晰地展示了阻抗失配带来的信号回波，以及如何通过改变终端匹配电阻来改善。另外，对于PCB过孔的仿真分析，也让我对这个看似微小的结构对信号的影响有了深刻的认识。书中还讲到了一些高级的技巧，比如如何利用ADS的电路仿真和电磁场仿真相结合，来分析更复杂的信号完整性问题。总而言之，这本书为我提供了一个非常完整的信号完整性分析的框架和实践指南，让我能够更有信心地去面对高速电路设计中的挑战。

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不错，就是书有点薄，看看再说

评分☆☆☆☆☆

很好，推荐购买，very good，赞

评分☆☆☆☆☆

好

评分☆☆☆☆☆

很好，推荐购买，very good，赞

评分☆☆☆☆☆

不错的书，能帮助快速熟悉软件！

评分☆☆☆☆☆

还可以，不过全是操作，没有理论，建议买本理论的。

评分☆☆☆☆☆

很不错的一本书，我正需要呢…………………

评分☆☆☆☆☆

京东书就是好，物流也好，给力

评分☆☆☆☆☆

很好，推荐购买，very good，赞