信号完整性系统学习（一）前言

        本系列主要是对于Eric Bogatin写的《信号完整性与电源完整性分析（第三版）》进行阅读笔记的整理，将书中的核心部分以及较为容易理解的部分摘取出来，增添一些自己的理解。对于很多人像我这样刚刚进入职场的小白，希望能够拥有比较好的学习平台去学习各种知识，其中一些经典的书籍就是非常好的学习平台。对于信号完整性的学习，我选择了Eric Bogatin的这本经典教材进行入门学习。

        我在通读到第九章的时候，其实已经把大部分最重要的知识点已经看过一遍，但是感觉理解的不是特别深刻，而且有些概念因为时间的原因有些遗忘了，想通过写博客的方式，从头开始把这本书的精髓整理出来，有些地方会加上我自己的理解。

        本书强调的是培养解决问题的直觉途径，因为设计过程是充满直觉的过程。大多数信号完整性问题来自于对3个参数之间的混淆：阻抗、特性阻抗及信号所遇到的瞬时阻抗。

        当今的“高速”世界里，从电气性能的角度看，封装和互联对于信号不再是畅通和透明，因此需要新的设计方法学，保证产品设计的一次成功率。工程途径中要充分利用4种重要的技术工具：经验法则、解析近似、数值仿真和实际测量。其中前三者被誉为分析型工具，最后一个叫做测量型工具。解决问题的途径归结为：首先分析信号完整性问题的根源，然后利用教材提供的工具找出最优的解决方案，并且加以验证。

        经验法则可能是对于入门选手最好用的知识，强调的是快速求解而不是精确求解。

        解析近似对于开拓设计空间、兼顾设计难度和性能指标是必要的，但是随意地过分近似是有风险的。绝大部分场合下，信号完整性的公式只给出定义或近似表示。

        数值仿真的质量唯一取决于元器件电气描述的质量，也就是等效模型。对于硬件工程师而言仿真是一个比较重要的过程，但是前提是器件的SPICE模型足够准确，推荐采用TI或者ADI大厂的器件，原厂对于器件的建模还是比较全面的。

        针对于实际测量，本书介绍3种最常用的仪器，分别是阻抗分析仪、矢量网络分析仪（VNR）及时域反射计（TDR）。

        引入等效互联电路模型的概念，是为了预估出性能的量化指标。本教材大量篇幅用这种电路模型分析互连对系统电气性能的影响。归结为4类噪声问题：反射、串扰、轨道塌陷及电磁干扰。

前言的最后总结了信号完整性问题的10个基本原则

1.提高高速设计产品效率的关键：利用分析工具进行性能预估，使用测量手段验证设计过程

2.从现象分析问题的唯一途径：经验法则、解析近似、数值仿真和实际测量

3.任何一段互连，都是一个由信号路径和返回路径构成的传输线。信号每前进一步都会感到瞬时阻抗，目标是让瞬时阻抗恒为常量。

4.忘记“地”这个概念，用“返回路径”进行代替，每一路信号都有返回路径

5.电压有变化，电容的电流就会发生变化。对于快速变化的边沿，PCB边缘和悬空导线之间空气形成边缘线电容也有很低的阻抗。

6.电流/磁力线匝数有变化，电感的电压就会发生变化。导线中有寄生电感，由于电流/磁力线匝数的变化产生的电压是导致反射噪声、串扰、开关噪声、地弹、轨道塌陷根源之一。

7.流经接地回路电感的电流发生变化时，在接地回路导线上产生的电压称为地弹，是造成开关噪声和电磁干扰的内在机理。

8.信号带宽指的是有效正弦波分量的最高频率值，在进行模型仿真时候不要让信号的带宽超过模型的带宽。

9.大部分情况，信号完整性中的公式给出的是定义和近似。

10.有损传输线引起的问题是上升边退化。随着集肤深度和介质损耗，损耗随信号频率增加而增加。

       以上的10个问题大部分覆盖在本书的前9章，也是我们学习的重点方向。下一节正式进入信号完整性分析概论的学习。如有错误，请大神指出哈~

参考文献：《信号完整性与电源完整性分析（第三版）》 Eric Bogatin著