高速数字电路设计及PCB的EMC设计

高速数字电路设计方案

高速数字电路设计方案高速数字设计 高速数字电路设计跟低速数字电路设计不同的是：他强调组成电路的无源部件对电路的影响。这些无源器件包括导线、电路板和组成数字产品的集成电路。在低速设计中，这些部件单纯 的只是电路的一部分，根本不用多做考虑，可是在高速设计中，这些部件对电路的性能有着直接的影响。 高速电路设计研究的主要内容是以下几个方面： 1、无源电路单元是如何影响信号传输的(振铃和反射)。 2、信号间的相互影响(串扰)。 3、与周围环境间如何影响(电磁干扰)。 我们在下面的几个小节里面首先介绍一下频率、时间和距离相互之间的一些关系。

1.1 频率和时间 在低频电路里面，我们可以随便直接使用一个导线把两个电路连接起来，但是在高频电路中我们不能这样做，我们只能使用一个宽一些并且是平整的物体才可以把两个电路短接起来。这是因为在低频电路中没有什么影响的导线，到了高频电路中，就变成了一个电感。这是一个普遍的现象吗?难道真的是一个电路不能在可变化的频率范围内工作?电路的参数真是对频率敏感的吗?

是的。如果我们给一个电路画出以频率为底的对数曲线，没有一个电路参数能够在频率增加10倍或者20倍以后保持不变的。因此必须考虑每个电参数的有效频率范围。 我们先来研究一下在频率很低(周期很长)的电路中的电路 特性，然后我们再来研究在高频时电路会有什么变化。 如果一个正弦波的频率是10-12 HZ，也就是说他完成一个周期需要30000年。这样的一个波形在TTL电平里每天的变化不会超过1微伏，这样的频率确实太低了，不过他还没有等于0。 这个时候我们用示波器来观察这个波形，实际上我们观察不到任何变化，因为它的周期太长了，要等到他变化完成一个周期，设备都已经风化了。 相反我们再来考虑一下如果频率是10+12 又会如何?这时候，参数变化太大了，本来在低频时候是0.01欧姆的电阻，当频率到了1GHZ 时，由于趋肤效应，变成了1欧姆，不但如此，还增加了一个50欧姆的感抗。 频率到底在多高的范围内会对高速电路设计造成影响?图1.1是一个随机数字脉冲与它的频谱 重要部分的关系图，回答了这个问题。

日本的电子工程师们写的一套书

以下是日本的电子工程师们写的一套书，相当好，堪称电子系统设计里面的经典之作！！！ 不管你们搞不搞电子设计，能精读其中的几本，也会使你们能像工程师那样思考问题，变得更专业！！！ 最重要的是，这套书非常精简，有一定的理论解释，同时更偏重于工程应用和设计实例，比较适合广大电子类工科学生和电子设计爱好者们！！！ 电子系统设计，模拟电路很重要，也是每个电子系统设计者必备的基础知识和基本技能，模拟电路的设计水平往往决定了电路系统的整体指标和整体性能，因此希望你们不管自己偏向于数字方向、嵌入式方向还是模拟电路方向，都要最起码了解模拟电路的基本原理和常见电路形式。 当然，这些书都是希望大家在学有余力的情况下，根据自己的喜好和方向选择性阅读，切不可耽误自己正常上课的时间和精力。因为本人是做仪器仪表和信号类方向，考虑到模拟电路的重要性，只推荐几本信号相关的模拟电路书籍（红色标记），供大家课余时间阅读。 张军，拜上。写于2010年10月8号，电子科大清水河校区。

一、实用电子电路设计丛书（系列） 1、晶体管电路设计（上） 2、晶体管电路设计（下） 3、数字逻辑电路和ASIC设计 4、数字系统设计 5、OP放大电路设计 6、振荡电路的设计与应用 二、图解实用电子技术丛书（系列） 1、OP放大器应用技巧100例 2、模拟技术应用技巧101例 3、传感器应用技巧141例 4、存储器IC的应用技巧 5、电子元器件应用技术 6、锁相环PLL电路设计与应用 7、电子元器件的选择与应用 8、LC滤波器设计与制作 9、高频电路设计 10、高低频电路设计与制作—从放大电路的设计到安装 技巧 11、数字电路设计 12、高频电路设计与制作

数字电路课程设计

数字电路课程设计 一、概述 任务：通过解决一两个实际问题，巩固和加深在课程教学中所学到的知识和实验技能，基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力，为今后从事生产和科研工作打下一定的基础。为毕业设计和今后从事电子技术方面的工作打下基础。 设计环节：根据题目拟定性能指标，电路的预设计，实验，修改设计。 衡量设计的标准：工作稳定可靠，能达到所要求的性能指标，并留有适当的裕量；电路简单、成本低；功耗低；所采用的元器件的品种少、体积小并且货源充足；便于生产、测试和维修。 二、常用的电子电路的一般设计方法 常用的电子电路的一般设计方法是：选择总体方案，设计单元电路，选择元器件，计算参数，审图，实验（包括修改测试性能），画出总体电路图。 1．总体方案的选择 设计电路的第一步就是选择总体方案。所谓总体方案是根据所提出的任务、要求和性能指标，用具有一定功能的若干单元电路组成一个整体，来实现各项功能，满足设计题目提出的要求和技术指标。 由于符合要求的总体方案往往不止一个，应当针对任务、要求和条件，查阅有关资料，以广开思路，提出若干不同的方案，然后仔细分析每个方案的可行性和优缺点，加以比较，从中取优。在选择过程中，常用框图表示各种方案的基本原理。框图一般不必画得太详细，只要说明基本原理就可以了，但有些关键部分一定要画清楚，必要时尚需画出具体电路来加以分析。 2．单元电路的设计 在确定了总体方案、画出详细框图之后，便可进行单元电路设计。 （1）根据设计要求和已选定的总体方案的原理框图，确定对各单元电路的设计要求，必要时应详细拟定主要单元电路的性能指标，应注意各单元电路的相互配合，要尽量少用或不用电平转换之类的接口电路，以简化电路结构、降低成本。

高速数字电路PCB设计中的阻抗控制

环测威官网：https://www.wendangku.net/doc/0a15582512.html,/ 阻抗控制技术在高速数字电路设计中非常重要，其中必须采用有效的方法来确保高速PCB 的优异性能。 PCB上高速电路传输线的阻抗计算及阻抗控制 ?传输线上的等效模型 图1显示了传输线对PCB的等效影响，这是一种包括串联和多电容，电阻和电感（RLGC 模型）的结构。 串联电阻的典型值在0.25至0.55欧姆/英尺的范围内，并且多个电阻器的电阻值通常保持相当高。随着PCB传输线中增加的寄生电阻，电容和电感，传输线上的总阻抗被称为特征阻抗（Z 0）。在线直径大，线接近电源/接地或介电常数高的条件下，特征阻抗值相对较小。图3示出了具有长度dz的传输线的等效模型，基于该模型，传输线的特征阻抗可以推导为 公式：。在这个公式中，L“传感线”是指传输线上每个单位长度的电感，而C是指传输线上每个单位长度的电容。 ?PCB上传输线的阻抗和延迟计算公式 PCB上的传输线阻抗和延迟计算公式

环测威官网：https://www.wendangku.net/doc/0a15582512.html,/ 在上面的公式中，Z 0表示阻抗（欧姆），W表示线的宽度（英寸），T表示线的粗细（英寸），H表示到地面的距离（英寸），是指衬底的相对介电常数，t PD是指延迟时间（ps / inch）。?传输线的阻抗控制布局规则 基于上述分析，阻抗和信号的单位延迟与信号频率无关，但与电路板结构，电路板材料的相对介电常数和布线的物理属性有关。这一结论对于理解高速PCB和高速PCB设计非常重要。而且，外层信号传输线的传输速度比内层传输速度快得多，因此关键线布局的排列必须考虑这些因素。 阻抗控制是实现信号传输的重要前提。但是，根据传输线的电路板结构和阻抗计算公式，阻抗仅取决于PCB材料和PCB层结构，同一线路的线宽和布线特性不变。因此，线路的阻抗在PCB的不同层上不会改变，这在高速电路设计中是不允许的。 本文设计了一种高密度高速PCB，板上大多数信号都有阻抗要求。例如，CPCI信号线的阻抗应为650欧姆，差分信号为100欧姆，其他信号均为50欧姆。根据PCB布线空间，必须使用至少十层布线，并确定16层PCB设计方案。 由于电路板的整体厚度不能超过2mm，因此在堆叠方面存在一些困难，需要考虑以下问题：1）。每个信号层具有与其相邻的图像平面，以保护阻抗和信号质量。 2）。每个电源平面都有完整的接地层，因此可以很好地保证电源的性能。 3）。电路板的堆叠需要平衡，避免电路板翘曲。

流水线技术在高速数字电路设计中的应用

摘要：流水线技术是设计高速数字电路的一种最佳选择之一，对其实现原理作了较形象的阐述。针对加法器在DSP中的重要作用，对流水线加法器中流水线技术的应用作了较深入的说明。同时，对流水线技术中引入寄存器事项也作了较全面的阐述。 1 前言 数字信号处理技术(DSP)在许多领域都得到广泛的应用，在数字电路设计时，设计者都希望设计出具有理想速度的电路系统。目前，并行技术、流水线技术等都是很好的备选方案。对于组合逻辑电路占主要成分的电路中，流水线技术是首先考虑的技术。 现在，现场可编程门阵列FPGA的集成度已达到很高的程度，且设计灵活，可在实验室里进行，并具有丰富的寄存器，适合设计人员使用流水线技术来进行设计以提高数字电路的整体运行速度。 2 流水线技术的作用原理 流水线技术就是把在一个时钟周期内执行的操作分成几步较小的操作，并在多个较高速的时钟内完成。如图1、2所示，对图1中的两个寄存器间的数据通路，在图2中将其分成了3级，并在其间插入了两个寄存器，这就是流水线技术的使用。 图1常规的数据通路 图2采用流水线技术数据通路 对图1中的数据通路，设tpd≈x，则该电路(不考虑寄存器的影响)从输入到输出的最高时钟频率就为1/x。而在图z中，假设在理想情况下所分成的3级，每级的tpd≈x/3，则该电路从输入到输出的最高频率可提高到原来的3倍，采用流水线技术有效地提高了系统的时钟频率，因而在多个时钟周期连续工作情况下，就提高了整个系统的数据处理量。当然，这不包括电路中所加入的寄存器时延，因此每级的实际延迟应比x/ 3稍大。但在多个时钟周期连续工作情况下，可忽略不计，所以流水线技术能提高系统的数据流量。 3 流水线技术的设计应用 加法运算是最基本的数字信号处理(DSP)运算，减法、乘法、除法或FFT运算都可分解为加法运算。因此进行加法运算的加法器就成为实现DSP的最基本器件，因而研究如何提高其运行速度很有必要。 流水线技术在提高系统整体运行速率方面绩效显著，因而采用流水线技术的流水线加法器就成为继串联加法器、并行加法器之后在选择加法器时的首选。当然并行加法器也可使用流水线技术(即并行流水线加法器)来进一步提高加法器的运算速度。 下面就以一个4位流水线加法器的实现为例来说明流水线技术的应用，并以此说明流水线技术在高位加法器的应用。 3.1应用示例 在没有采用流水线技术时由二位加法器串联组成的4位加法器原理图，如图3所示(这是在没有加入寄存器

数字与模拟电路设计技巧

数字与模拟电路设计技巧 模拟与数字技术的融合 由于IC与LSI半导体本身的高速化，同时为了使机器达到正常动作的目的，因此技术上的跨越竞争越来越激烈。虽然构成系统的电路未必有clock设计，但是毫无疑问的是系统的可靠度是建立在电子组件的选用、封装技术、电路设计与成本，以及如何防止噪讯的产生与噪讯外漏等综合考量。机器小型化、高速化、多功能化使得低频/高频、大功率信号/小功率信号、高输出阻抗/低输出阻抗、大电流/小电流、模拟/数字电路，经常出现在同一个高封装密度电路板，设计者身处如此的环境必需面对前所未有的设计思维挑战，例如高稳定性电路与吵杂(noisy)性电路为邻时，如果未将噪讯入侵高稳定性电路的对策视为设计重点，事后反复的设计变更往往成为无解的梦魇。模拟电路与高速数字电路混合设计也是如此，假设微小模拟信号增幅后再将full scale 5V的模拟信号，利用10bit A/D转换器转换成数字信号，由于分割幅宽祇有4.9mV，因此要正确读取该电压level并非易事，结果造成10bit以上的A/D转换器面临无法顺利运作的窘境。另一典型实例是使用示波器量测某数字电路基板两点相隔10cm的ground电位，理论上ground电位应该是零，然而实际上却可观测到4.9mV数倍甚至数十倍的脉冲噪讯(pulse noise)，如果该电位差是由模拟与数字混合电路的grand所造成的话，要测得4.9 mV的信号根本是不可能的事情，也就是说为了使模拟与数字混合电路顺利动作，必需在封装与电路设计有相对的对策，尤其是数字电路switching时，ground vance noise不会入侵analogue ground的防护对策，同时还需充分检讨各电路产生的电流回路(route)与电流大小，依此结果排除各种可能的干扰因素。以上介绍的实例都是设计模拟与数字混合电路时经常遇到的瓶颈，如果是设计12bit以上A/D转换器时，它的困难度会更加复杂。 虽然计算机计算速度很快，不过包含身边物理事象在内的输入数据都是模拟数据，因此必需透过计算机的A/D转换器，将模拟信号转换成为数字信息，不过模拟的输出信号level比数位信号低几个位数，一旦遇到外部噪讯干扰时，模拟信号会被 噪讯盖住，虽然模拟在恒时微小变化量上具有非常重要的意义，不过若被外部噪讯掩盖时就不具任何价值，尤其是温度、湿度、压力等模拟量是模拟信耗的基础，它对微弱的模拟电路具有决定性的影响。为配合数字机器高速化的趋势，今后对 高速模拟化技术的要求会越来越高。如图1所示随着数字高速化，数字信号也越来越近似模拟信号波形，为了忠实传送如此的信号必需使用模拟式的思维来往处理，也就是说高速化时代数字设计者必需同时需兼具模拟素养。

华为黑魔书 -《高速数字电路设计教材》

高速数字电路设计教材 yyyy-mm-dd 日期： 批准:yyyy-mm-dd 日期： 审核:yyyy-mm-dd 日期： 审核:yyyy-mm-dd 日期： 拟制 :华为技术有限公司 版权所有 侵权必究

目 录 331.10.3电容耦合和电感耦合的比值 (32) 1.10.2翻转磁耦合环 (29) 1.10.1共模电感和串扰的关系 (27) 1.10共模电感 (26) 1.9.2终端电阻之间的共模电容 (25) 1.9.1共模电容和串扰的关系 (24) 1.9共模电容 (24) 1.8.2图1.15的应用 (22) 1.8.1在响应曲线下测试覆盖面积 (22) 1.8估算衰减时间的一个更好的方法 (18) 1.7普通电感 (12) 1.6普通电容 (11) 1.5四种类型的电抗 (10) 1.4关于3-dB 和 频率均方根值 的注意点 (8) 1.3集中式系统和分布式系统 (7) 1.2时间和距离 (4) 1.1 频率和时间 (4) 第 1 章　基本原理 (2) 前言.............................................................................

前言 这本书是专门为电路设计工程师写的。它主要描述了模拟电路原理在高速数字电路设计中的分析应用。通过列举很多的实例，作者详细分析了一直困扰高速电路路设计工程师的铃流、串扰和辐射噪音等问题。 所有的这些原理都不是新发现的，这些东西在以前时间里大家都是口头相传，或者只是写成应用手册，这本书的作用就是把这些智慧收集起来，稍作整理。在我们大学的课程里面，这些内容都是没有相应课程的，因此，很多应用工程师在遇到这些问题的时候觉得很迷茫，不知该如何下手。我们这本书就叫做“黑宝书”，它告诉了大家在高速数字电路设计中遇到这些问题应该怎么去解决，他详细分析了这些问题产生的原因和过程。 对于低速数字电路设计，这本书没有什么用，因为低速电路中，'0'、'1' 都是很干净的。 但是在高速数字电路设计中，由于信号变化很快，这时候模拟电路中分析的那些影响会产生很大的作用，使得信号失真、变形，或者产生毛刺、串扰等，作为高速数字电路的设计者，必须知道这些原理。这本书就详细的解释了这些现象产生的原理以及他们在电路设计中的应用。 书本中的公式和例子对于那些没有受过专业模拟电路设计训练的读者也是有用的。在线性电路原理理论课程中只接受了第一年的培训的读者，也许能更好地掌握本书的内容。 第1章——第3章分别介绍了模拟电路术语、逻辑门高速特性和标准高速电路测量方法和技巧等内容。这三章内容构成了本书的核心，应该包括在任何高速逻辑设计的学习中。 其余章节，第4章——第12章，每一章都讲述了一个高速逻辑设计中的专门问题，我们可以按照自己的需要选择学习。 附录A收集了本书各部分的要点，列出了所提出的最重要的思想和概念。它可以作为我们进行系统设计时的一个检查要点（CHECKLIST），或者碰到问题时可作为本书内容的索引。 附录B详细给出了各种上升时间测量形式背后的数学假设。它有助于把本书的结论跟相关术语的标准及来源联系起来。 附录C是列举物理结构中的电阻、电容和电感计算的标准公式。这些公式已经在MathCad上实现并可以从作者处获得。

高速数字电路设计及EMC设计(华为)

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高速数字电路设计中反射的影响及其抑制方法

第22卷第11期 系统工程与电子技术Systems Engineering and Electronics Vol 122,No 1112000 收稿日期:1999-11-10 修订日期:2000-04-29 作者简介:王宏伟(1971-),男,北京理工大学电子工程系博士,主要研究方向为雷达信号处理技术。 文章编号:1001-506X(2000)11-0081-03 高速数字电路设计中反射的影响及其抑制方法 王宏伟 高梅国 韩月秋 北京理工大学电子工程系,100081 摘 要 主要研究了高速数字电路设计中信号反射的抑制方法。理论上分析了信号反射产生的原因及其对电路设计指标的影响,通过电路仿真,比较不同的布局布线和端接策略,并针对具体情况,提出了合理的布局布线和端接方法。该方法已成功应用于多DSP 并联处理系统中,实践证明该方法可靠、系统工作稳定。 主题词 数字电路 信号反射 电路设计中图分类号:TN911172 The Influence and Elimination Method of Reflections in High-Speed Digital-Circuit Design Wang Hongwei Gao Meiguo Han Yueqiu De partment o f Ele ctronics Engine ering ,Bei jing Institute o f Technology,100081 A bstract This paper studies the elimination method of reflections i n hi gh-speed digital-circui t design.The cause and i nflu -ence of reflections of high-speed digital signal are analyzed.All kinds of termination techniques and board layout are compared and si mulated.The proper termination technique and board layou t are promoted according to circumstances.The mul tiprocessing DSP sys -tem which employed proper terminations has been proved stably and reliably. Keywords Di gital circuit Signal reflection Circuit design 1 信号反射的产生及其影响 在PCB 板上,信号传输的等效模型如图1所示[1],信号的反射可以利用电磁波传输理论来理解,当驱动器驱动信号由低电平向高电平转换时,在信号的上升阶段发出入射波,入射波沿传输线传向负载Z L ,如果Z L 等于传输线特征阻抗Z 0,则入射波被完全吸收,没有信号反射发生,如果 Z L 不等于Z 0,即有阻抗失配,则产生反射波沿传输线传回发射端,反射波的大小与阻抗的误配程度有关,通常用反射系数来描述,负载端的反射系数K L 定义为反射电压与入射电压之比,即K L =(Z L -Z 0)/(Z L +Z 0),由于Z L 是输入电路的输入阻抗,常远远大于Z 0,所以反射系数K L 约为1,即反射波等于入射波,发生全反射,这时负载端的电压为入射波电压的2倍,形成过冲。同理,反射波到达源端后再次形成反射,其反射系数K S =(R S -Z 0)/(R S +Z 0),R S 为驱动电路的输出阻抗,一般小于传输线特征阻抗Z 0,则信号再一次反 射,传向接收端,以此类推。由于实际的传输线有电阻,信号会逐渐衰减,通常只需考虑3次来回反射。当信号从接收端反射回来时,如果发射信号仍处于信号的上升阶段,则反射波被/吸收0,即看不出明显影响,若发射信号已处于稳态,则反射波会叠加在稳态信号上,形成振荡,从经验上讲,当传输线延迟时间大于1/6信号的上升时间时,会有明显的振荡发生。由于过大的振荡电压会损害输入电路,因而必须抑制反射;另一方面,反射波形成的振荡加长了信号的稳定时间,在高速电路设计中,这个时间是必须考虑的。如常用的计算机局域总线(Peripheral Component Interconnect,PCI)规定信号的建立时间要小于10ns,这就对信号线的长度、布局和端接等提出了具体要求。 2 不同拓扑结构对信号的影响 211 总线结构 总线结构是指驱动器和负载顺序连接在信号线上,有时也称菊花链结构,这是一种最常见的连接方式,特别是多驱动和多负载的情况,如摩托罗拉公司定义的计算机标准总线(Versa Module Eurocard,VME),它的背板总线就采用这种结构,通常的要求是信号线的分支应尽可能短。现建立如下仿真条件:采用ADSP-21060为驱动源,另有3个ADSP-21060

高速数字电路设计与实现-Read

高速数字电路设计与实现 ?高速数字电路简介 ?信号完整性 ?电路的调试与测试 ?电路板级设计 1、高速数字电路简介 ?电磁继电器、电子管、晶体管、集成电路 ?空中飞线连接、单面敷铜板、双层电路板、多层电路板 ?从数字电路的发展来看，高速是电路发展的趋势 ?高速数字设计和低速数字设计相比最大差异在于无源元件的行为。这些无源元件包括导线、电路板、集成电路的封装和电路板上的过孔等等。 ?在低速电路中，无源电路元件仅有封装部分对电路造成部分的影响 ?在高速电路中，所有无源电路元件都影响电路的性能。 ?高速数字设计就是研究这些无源电路元件对电路造成的各种影响，如：对信号传输的影响（振铃和反射），信号间的相互作用（串扰），和自然界的相互作用（电磁干扰）等等 ?到底多高的速度才能称为高速？ –目前还没有一个权威的频率界限，工程上一般认为超过30MHz就是高速电路，也有的人认为是25MHz 或50MHz。 –然而在高速电路的设计中，我们更关心的是信号的上升、下降时间。对于频率不高，但是边沿陡峭的信号仍然会存在某些高频信号的特性。 –由于频率较高的信号边沿必定很陡，所以通常把这二者混为一谈。 ?而在高速电路中，由于时钟速率的提高，电路中的连线不能够再被当作理想导线，应该看成是传输线， 电路通常需要用分布参数模型来分析 ?工程上一般认为，对于印刷电路板上的走线或点对点的电导线长度只要大于上升沿长度的1/6，电路就体现出分布参数特性。 2、信号完整性 ?由集成电路芯片构成的电子系统更是朝着大规模、小体积、高速度的方向发展的。 ?信号完整性（Signal Integrity,简称SI）是指在信号线上的信号质量，即实际传输信号与理想信号的一致

数字电路教材

第五章编码器和译码器的应用及扩展 §5.1本课主要内容： 了解编码器和译码器的工作原理，掌握编码器和译码器的扩展应用。 涉及的基础知识（复习）：8421二-十进制代码（8421BCD码），二进制码的原码、补码及反码之间的关系。 由于十进制数共有0、1、……、9十个数码，因此，至少需要4位二进制码来表示1位十进制数.4位二进制码共有24=16种码组，如表5-1所示。在这16种代码中，我们选取前十种来表示10个十进制数码，即8421BCD码。8421 BCD码是最基本和最常用的BCD码，它和四位自然二进制码相似，各位的权值为8、4、2、1，故称为有权BCD码。和四位自然二进制码不同的是，它只选用了四位二进制码中前10组代码，即用0000~1001分别代表它所对应的十进制数，余下的六组代码不用。 表5-1 BCD码与10进制数的对应关系 有符号的二进制数中，最高位为符号位：“0”表示正数，“1”表示负数，其余位表示数值的大小。其中，正数的原码、补码和反码相同；负数的反码是对其原码逐位取反（但符号位除外），负数的补码是在其反码的末位加1 。 需要使用的芯片：74LS148、74LS138、74LS48

数字信号不仅可以用来表示数，也可以用来表示各种指令和 信息。所谓编码，就是在选定的一系列二进制数码中，赋予每个 二进制数码以某一固定含义。例如，在电子设备中将字符变换成 二进制数码，叫做字符编码，用二进制数码表示十进制数，叫二- 十进制编码等。能完成编码功能的电路通称为编码器。编码器的 通用逻辑符号如图5-1-1所示。图中X、Y可分别表示输入和输出 信息代码的适当符号代替。图5-1-1编码器通用逻辑符号 图5-1-2为74LS148优先编码器，在优先编码器中允许同时在几个输入线上加输入信号。在几个输入线上同时出现几个输入信号时，只对其中优先权最高的一个输入信号进行编码。图5-1-3所示编码器中输入线7优先权最高，输入线0优先权最低。其中EI为输入控制器，或称为选通输入端，低电平有效。只有EI=0时，编码器才正常工作，而在EI=1时，所有输出端均被封锁。EO为选通输出端，GS为扩展端，可以用来扩展编码器功能。 图5-1-274LS148型8-3线优先编码器引脚图图5-1-38线-3线优先编码器真值表 （H = HIGH Logic Level, L = LOW Logic Level, X = Irrelevant） 图5-1-4所示为由两片8线-3线优先编码器扩展16线-4线的优先编码器电路。图中将高位片选通输出端EO接到低位片EI，是EI=1，则低位片输出被封锁，A2 A1 A0=1 1 1.此时编码器输出A3 A2 A1 A0取决于高位片A2 A1 A0的输出。例如1 3线输入为低电平0，则高位片A2 A1 A0=0 1 0，GS=0，因此总输出为A3 A2 A1 A0=0010,当高位片8~15线输入全部为高电平1时，则EO=0,GS=1,所以低位片EI=0，低位片正常工作。例如，4线输入为低电平0，则低位片A2 A1 A0=0 1 1，总编码输出A3 A2 A1 A0=1 0 1 1。 图5-1-48线-3线扩展为16线-4线优先编码器

高速收费系统培训教材

高速机电工程收费系统培训资料

一、工程概况 湖北省左岭至鄂州花湖互通高速公路全线采用双向四车道高速公路设计标准，全封闭全立交。路线全长54.752429km。设置互通立交6处，分别为葛店、华蒲、鄂州西、鄂州、鄂州东、花湖互通，隧道3座。桥梁59座，其中长度大于1km的特大桥3座。 本路段采用全封闭式收费系统，收费方式主要为“人工判型，人工收费，计算机管理，收费视音频监控，检测器校核”的半自动方式；按照车型、行驶里程收取通行费，并对货车实施计重征收通行费，对超限运输加重收费；通行卡采用非接触IC卡。本路段在葛店匝道收费站双向岛和鄂州匝道收费站最内侧入口和出口个设置1进1出ETC车道。 全线设5处匝道收费站，1处收费分中心，即鄂州收费分中心，在鄂州匝道收费站附近。 1、管理体制 根据湖北省高速公路管理体制现状，收费设施按湖北省收费结算中心、鄂州监控通信收费分中心、收费站三级管理机构设置。鄂州分中心在省收费结算中心的统一调度下，完成对所辖路段的各收费站的运行监督管理和调配管理，同时完成与收费结算中心系统的数据校核工作。 2、系统构成

收费系统由收费车道设备、计算机系统、闭路电视系统、有线对讲系统和脚踏报警系统、收费附属设施（传输介质、电源、设备保护系统、配电箱、控制台等）等构成。 3、本合同段收费车道数 二、机电工程范围 汉鄂高速收费系统至少包括(但不局限于此)下列项目：

1)车道收费控制子系统： a、入口车道收费控制子系统包括收费员终端、车道控制机、非接触IC卡读写器、雨棚信号灯、手动栏杆、自动栏杆、通行信号灯、雾灯、车辆检测器及必须的附属设备； b、出口车道收费控制子系统包括收费员终端、车道控制机、票据打印机、非接触IC卡读写器、雨棚信号灯、手动栏杆、自动栏杆、通行信号灯、雾灯、费额显示器、车辆检测器、低速计重设备及必须的附属设备。 2)收费计算机子系统 a、计算机硬件设备包括收费站和收费分中心计算机系统的服务器、工作站、以太网交换机、各类非接触IC卡、非接触式IC卡读写器、激光打印机、喷墨打印机、光盘机、投包机以及系统的传输通道等。 b、收费系统软件包括操作系统、数据库管理系统、收费应用软件以及完成本系统功能的全部应用软件等。 3)视音频监视子系统 包括外场设备、收费监视控制设备和传输设备三部分。 a、外场设备主要有广场摄像机、车道摄像机、收费亭摄像机（含拾音器）、财务摄像机、监控室摄像机、视频数据叠加器； b、不与隧道管理所合建的收费站监视控制存储设备，主要包括视

清华大学电子技术实验教材

电子技术实验室实验教材与实验讲义 一、电子技术实验室实验教材、实验讲义 1. 高文焕张尊侨徐振英金平编著. 电子技术实验. 北京：清华大学出版社，2004.8 2. 电工电子实验教学中心电子技术实验室编.《电子技术实验》教师辅导手册. 2004.7 3．电工电子实验教学中心电子技术实验室编. 《电子技术课程设计》教师辅导手册. 2005.1 4. 电工电子实验教学中心电子技术实验室编.《电子技术实验》.讲义.2002.7 5. 电工电子实验教学中心电子技术实验室编.《电子技术实验》.讲义.2003.8 二、实验教材《电子技术实验》简介 内 容 简 介 本书是面对实验教学改革的需要，总结多年实验教学的经验而编写的电子技术实验教材。全书共分为8章，内容是：绪论，常用电子仪器的原理与使用，模拟电路基础型实验, 数字电路基础型实验，电子电路的计算机辅助分析与设计，电子技术设计型实验，在系统可编程逻辑器件应用，实验用电路元器件。 本书安排了较多的实验题目，且每个实验题目包括较多的实验项目，其内容和难易程度基本上覆盖了不同层次的教学要求，任课教师可以根据实际情况灵活选用。为了适应不同类型实验课的需求，每个实验都附有实验原理、参考实验电路和思考题。

本书可作为高等学校电类本科和高等学校工程电类专科的电子技术基础实验的教材，也可作为从事电子技术工作的工程技术人员参考书。 前 言 随着大规模集成电路和电子计算机技术的发展，电子系统的理论、技术和电路发生了巨大的变化，这种发展状况和趋势对电子技术基础课程提出了更高的要求，需要不断地更新课程内容，拓宽知识面，培养学生的综合能力和创新能力。电子技术实验作为电子技术基础课程的重要组成部分，在人才培养中具有不可替代的重要作用。它的主要任务是培养学生的基本实验技能、电路的设计与综合应用的能力、使用计算机工具的能力，以全面提高学生的素质和创新能力。为了适应这种要求，推动电子技术实验课的改革特编写此教材。 1. 电子仪器是观察物理现象，测量电子系统或电路性能的工具，了解常用电子仪器的基本原理，正确调整和使用电子仪器，掌握电路与系统的测试方法是进行电路实验和科学研究的基础，也是培养实验能力的重要内容。对于一个从事电子技术工作的科技人员来说是必须具有的基本功。电子技术实验课必须充分重视这一问题。因此，本书第2章专门介绍了常用电子仪器的原理、使用方法和电子网络主要性能指标的测试方法等，并安排专门的实验进行练习，且将此项训练作为基本要求贯串整个基础性实验当中。 2. 电子技术实验按其性质和目的可分为基础型实验、设计型实验和研究型实验三大类。考虑到研究型实验是具有研究性和探索性的大型实验，需要较多的学时和较多的条件，拟放于课程设计或大型专题实验中。本书的第3、4章安排了模拟电路和数字电路基础型实验，第6章安排了设计型实验。 基础型实验的重点是培养学生观察和分析实验现象，掌握基本实验方法，培养基本实验技能，为以后进行更复杂的实验打下基础。尽管基础性实验比较简单，往往具有验证的性质，但对电路理论的验证不是主要的。所以，本书安排的基础性实验（包括模拟电路基础性实验和数字电路基础性实验）着重培养基本的实验技能和实验方法，着重打基础。有些基础性实验也安排了自行设计的内容。 设计型实验是在基础型实验的基础上进行的综合性的实验训练，其重点是电路设计。实验内容侧重综合应用所学知识，设计制作较为复杂的功能电路。本书所安排的设计型实验一般是给出实验任务和设计要求，学生通过电路设计、电路安装调试和指标测试、撰写报告等过程，提高电路设计水平和实验技能，培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。 3. 随着电子设计自动化程度的迅速提高和集成电路技术与工艺的迅速进步，电子系统已进入片上系统的阶段。使用计算机辅助分析和设计工具来分析与设计电路，已经成为电类本科生必须掌握的知识和必备的基本能力。所以培养学生具有使用工具的习惯和能力是电子技术实验课程的另一项重要任务。本书的第5章，以OrCAD PSpice A/D 9为典型软件，介绍PSpice软件的功能、使用方法，并通过电路实例和实验，使学生逐步掌握如何使用CAD 工具进行电路分析与设计的基本方法，培养学生具有使用CAD工具的习惯和能力。 4. 近年来，采用大规模可编程逻辑器件为电路载体，以硬件描述语言表达系统的逻辑关系，以微机和开发软件作为设计工具来设计数字系统已成为一种趋势。因此，本书的第7章简单介绍大规模可编程逻辑器件、硬件描述语言、软件开发工具和实验开发系统等基础知识，并安排相应的实验，使学生受到基本训练，为今后使用可编程逻辑器件设计较复杂的数

详细教学高速数字电路经典设计与仿真

详细教学高速数字电路经典设计与仿真 前言：高速数字系统设计成功的关键在于保持信号的完整，而影响信号完整性（即信号质量）的因素主要有传输线的长度、电阻匹配及电磁干扰、串扰等。 高速数字系统设计成功的关键在于保持信号的完整，而影响信号完整性（即信号质量）的因素主要有传输线的长度、电阻匹配及电磁干扰、串扰等。 设计过程中要保持信号的完整性必须借助一些仿真工具，仿真结果对PCB布线产生指导性意见，布线完成后再提取网络，对信号进行布线后仿真，仿真没有问题后才能送出加工。目前这样的仿真工具主要有cadence、ICX、Hyperlynx等。Hyperlynx是个简单好用的工具，软件中包含两个工具LineSim和BoardSim。LineSim用在布线设计前约束布线和各层的参数、设置时钟的布线拓扑结构、选择元器件的速率、诊断信号完整性，并尽量避免电磁辐射及串扰等问题。BoardSim用于布线以后快速地分析设计中的信号完整性、电磁兼容性和串扰问题，生成串扰强度报告，区分并解决串扰问题。作者使用LineSim工具，对信号的阻抗匹配、传输线的长度、串扰进行了仿真分析，并给出了指导性结论。 阻抗匹配 高速数字信号的阻抗匹配非常关键，如果匹配不好，信号会产生较大的上冲和下冲现象，如果幅度超过了数字信号的阈值，就会产生误码。阻抗匹配有串行端接和并行端接两种，由于串行端接功耗低并且端接方便，实际工作中一般采用串行端接。以下利用Hyperlynx 仿真工具对端接电阻的影响进行了分析。以74系列建立仿真IBIS模型如图1所示。仿真时选择一个发送端一个接收端，传输线为带状线，设置线宽0.2mm和介电常数为4.5（常用的FR4材料），使传输线的阻抗为51.7。设置信号频率为50MHz的方波，串行端接电阻Rs分别取0、33和100的情况，进行仿真分析，仿真结果如图2所示。 图中分别标出了匹配电阻是0、33、100时接收端的信号波形。从波形看出，0时波形有很大的上冲和下冲现象，信号最差；100时信号衰减较大，方波几乎变成了正弦波；而匹配电阻是33时波形较好。理想的匹配电阻值，可以利用软件的terminatorWizard工具，自动根据器件的参数模型算出最佳匹配电阻为33.6，实际应用中可以选用33。利用仿真和器件

硬件开发电子书籍汇总

51系列 1 51系列单片机设计实例_11075198 2 51系列单片机系统设计与应用技巧_11218184 3 8051单片机嵌入式系统应用_10861077 4 C8051F单片机应用解析_11169230 5 PC机及单片机数据通信技术 6 PC机及单片机数据通信技术 7 基于单片机8051的嵌入式开发指南_11083153 8 增强型80C51单片机速成与实战_11150225 Arm系列 1 ARM SoC体系结构_11106354 2 ARM体系结构与编程_11082884 3 ARM应用系统开发详解基于S3C4510B的系统设_1119083 4 Avr系列 1 AVR单片机C语言开发入门指导_11105929 2 AVR单片机应用技术_11034279 3 AVR单片机应用设计_11106368 4 AVR高速嵌入式单片机原理与应用_10460265 5 AVR高速嵌入式单片原理与应用（修订版）_11106357 6 AVR系列单片机C语言编程与应用实例_11156919 7 基于AVR单片机的SoC：FPSLIC设计入门_11230682 8 嵌入式C编程与Atmel AVR_11123899 C系列 1 21天学通C++（第三版）_10275169 2 C_C++嵌入式系统编程_10331309 3 C_C++完美演绎_10441793 4 C_C++语言程序设计_10331834 5 C_C++语言硬件程序设计——基于TMS320C500_11161801 6 C++程序设计教程_10205348 7 C++大学教程_10440280 8 C++高级参考手册_10068127 9 C++应用与提高_10110232 10 C语言程序设计题典_10332361

国外电子通信教材

国外电子通信教材 序号书名作者 1 《现代集成电路半导体器件》 (美) Chenming Calvin Hu (胡正明)著; 王燕[等]译 2 《半导体器件导论》(美) Donald A. Neamen著; 谢生译 3 《半导体器件基础》 (美) 罗伯特·F·皮埃雷(Robert F. Pierret)著; 黄如等译 4 《微纳尺度制造工程》(美)斯蒂芬·A·坎贝尔著; 严利人，张伟等译 5 《芯片及系统的电源完整性建模与设计》 (美)Madhavan Swaminathan，(美)A. Ege in著; 李玉山，张木水等译6 《芯片制造半导体工艺制程实用教程》 (美)Peter Van Zant著赵树武等译7 《模拟CMOS电路设计折中与优化》 (美) David M. Binkley著; 冯军, 胡庆生等译8 《CMOS数字集成电路分析与设计》 (美)Sung-Mo Kang，(美)Yusuf Leblebici著王志功，窦建华等译9 《专用集成电路》 (美)Michael John，(美)Sebastian Smith著虞惠华等译10 《单片射频微波集成电路技术与设计》 (英) Ian Robertson, Stepan Lucyszyn编著文光俊, 谢甫珍, 李家胤译11 《现代VLSI设计: 基于IP核的设计》(美) Wayne Wolf著; 李东生等译

12 《电子电路设计基础》 (美)Richard R. Spencer，(美)Mohammed S. Ghausi著; 张为等译 13 《模拟电路版图的艺术》(美)[黑斯廷斯]Alan Hastings著张为等译 14 《电子电路设计》(美)David Comer，(美)Donald Comer著 15 《射频与微波电子学》 (美) Matthew M. Radmanesh著; 顾继慧, 李鸣译 16 《微波工程》(美)David M. Pozar著张肇仪 17 《电磁兼容设计与测试》(美)Tim Williams著李迪等译 18 《半导体器件电子学》(美)R.M.Warner, (美)B.L.Grung著吕长志等译 19 《半导体器件基础》 (美) 罗伯特·F·皮埃雷(Robert F. Pierret)著; 黄如等译 20 《半导体晶片清洗》(美) Werner Kern主编; 陆晓东[等] 译 21 《半导体制造技术》 (美)Michael Quirk，(美)Julian Serda著; 韩郑生等译22 《集成电路的电磁兼容》 (法)Sonia Ben Dhia，(法)Mohamed Ramdani，(法)Etienne Sicard等编著23 《微电子制造科学原理与工程技术》 (美) Stephen A.Campbell著曾莹[等] 译24 《印制电路板(PCB) 设计基础》 (美) Christopher T. Robertson著; 刘雷波译25 《CMOS射频集成电路设计》 (美)[李]Thomas H. Lee著余志平，周润德等译

高速数字电路设计电容选型首选法则和实例分析

高速数字电路设计电容选型首选法则和实例分析 高手和前辈们总是告诉我们这样的经验法则：“在电路板的电源接入端放置一个1~10uF 的电容，滤除低频噪声；在电路板上每个器件的电源和地线之间放置一个0.01~0.1uF的电容，滤除高频噪声。”在书店里能够得到的大多数的高速PCB设计、高速数字电路设计的经典教程中也不厌其烦的引用该首选法则（老外俗称Rule of Thumb）。但是为什么要这样使用呢？ 首先，介绍两个常用的简单概念。 什么是旁路？旁路Bypass，是指给信号中的某些有害部分提供一条低阻抗的通路。电源中高频干扰是典型的无用成分，需要将其在进入目标芯片之前提前干掉，一般我们采用电容达到该目的。用于该目的的电容就是所谓的旁路电容Bypass Capacitor，它利用了电容的频率阻抗特性（理想电容的频率特性随频率的升高，阻抗降低）。可以看出旁路电容主要针对高频干扰（高是相对的，一般认为20MHz以上就是高频干扰，20MHz以下为低频纹波）。 什么是退耦？退耦Decouple，最早用于多级电路中，为保证前后级间传递信号又不互相影响各级静态工作点而采取的措施。在电源中，退耦表示，当芯片内部进行开关动作或输出发生变化时，需要瞬时从电源线上抽取较大电流，该瞬时大电流可能导致电源线上电压的降低，从而引起对自身和其他器件的干扰。为了减少这种干扰，需要在芯片附近设置一个储电的“小水池”以提高这种瞬时的大电流能力。 在电源电路中，旁路和退耦都是为了减少电源噪声。旁路主要是为了减少电源上的噪声对器件本身的干扰（自我保护）；退耦是为了减少器件产生的噪声对电源的干扰（家丑不外扬）。有人说退耦是针对低频、旁路是针对高频，这种说法是不准确的。高速芯片内部开关操作可能高达上GHz，由此引起对电源线的干扰明显已经不属于低频的范围，为此目的的退耦电容同样需要有很好的高频特性。本文以下讨论中并不刻意区分退耦和旁路，认为都是为了滤除噪声，而不管该噪声的来源。 简单说明了旁路和退耦之后，我们来看看芯片工作时是怎样在电源线上产生干扰的。我们建立一个简单的IO Buffer模型，输出采用图腾柱IO驱动电路，由两个互补MOS管组成的输出级驱动一个带有串联源端匹配电阻的输出线（传输线阻抗为Z0）。设电源引脚和地引脚的封装电感和引线电感之和分别为：Lv和Lg。两个互补的CMOS管（接地的NMOS和接电源的PMOS）简单作为开关使用。 假设初始时刻传输线上各点的电压和电流都为零，在某一时刻器件将驱动传输线为高电平，这时候器件就需要从电源管脚吸收电流。在时间T1，是PMOS管导通，电流从PCB板上的VCC流入，流经封装电感Lv，跨越PMOS管，串联终端电阻，然后流入传输线，输出电流幅度为VCC/（2*Z0）。电流在传输线网络上持续一个完整的返回（Round-Trip）时间，在时间T2结束。之后整个传输线处于电荷充满状态，不需要额外流入电流来维持。当电流瞬间涌过封装电感Lv时，将在芯片内部的电源提供点产生电压被拉低的扰动。该扰动在电源中被称之为同步开关噪声（SSN，Simultaneous Switching Noise；SSO，Simultaneous Switching Output Noise）或Delta I噪声。在时间T3，关闭PMOS管，这一动作不会导致脉冲噪声的产生，因为在此之前PMOS管一直处于打开状态且没有电流流过的。同时打开NMOS管，这时传输线、地线、封装电感Lg以及NMOS管形成一回路，有瞬间电流流过开关B，这样在芯片内部的地节点处产生参考电平点被抬高的扰动，该扰动在电源系统中被称之为地弹噪声（Ground Bounce）。 实际电源系统中存在芯片引脚、PCB走线、电源层、底层等任何连线都存在一定电感值，因此上面就IC级分析的SSN和地弹噪声在进行Board Level分析时，以同样的方式存在，而