一板成功(高速电路研发与设计典型故障案例解析)
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正版保障 假一赔十 可开发票
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出版时间:
2021-11
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装帧:
平装
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开本:
16开
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ISBN:
9787302589235
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出版时间:
2021-11
售价
￥
25.27
6.5折
定价
￥39.00
品相
全新
上书时间2024-01-19
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商品描述：
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作者简介
从事电子硬件技术工作10余年，涉及计算机、通信、仪器仪表、工业、国防 等行业 ，并参与多项国j级、省级系统平台建设。近年来，主要从事云平台、边缘计算、异构计算系统设计工作。
目录
目录
第1章硬件故障排查的方法论
1.1硬件故障排查的“三板斧”
1.1.1硬件故障排查的一看、二查和三板斧
1.1.2案例1——PCI系统兼容性问题及“三板斧”
的流程
1.1.3小结
1.2现象整理
1.2.1排故工作如何开展——制订试验计划
1.2.2报告的误区
1.2.3案例2——CPCI系统启动过程宕机，兼谈故障
报告的误区
1.2.4案例3——器件兼容替代引发内存数据错误，
兼谈一份优质测试报告
1.2.5小结
1.3表象与本质的距离
1.3.1案例2的解读
1.3.2案例4——系统外设接入与VGA接口显示
异常故障绑定
1.3.3案例5——计算机VGA接口显示异常故障
1.3.4小结
1.4知行合一
1.4.1故障排查中的思维方法与理论知识
1.4.2适应自身的方法
1.4.3非技术层面的困扰
1.4.4故障排查的执行力
第2章时钟电路的设计与应用
2.1案例6——锁相环（PLL）输出时钟频率偏差超出额定值
2.1.1项目背景及故障描述
2.1.2故障分析思路
2.1.3故障排查及原理分析
2.2案例7——时钟锁定速度优化导致系统误码率提升
2.2.1项目背景及故障描述
2.2.2故障分析思路
2.2.3故障排查及原理分析
2.2.4小结
2.3案例8——交流耦合电容误用致芯片输入时钟异常
2.3.1项目背景及故障描述
2.3.2故障分析思路
2.3.3故障排查及原理分析
2.4案例9——板卡适配的故障,谈共同时钟的时序约束
2.4.1项目背景及故障描述
2.4.2故障分析思路
2.4.3故障排查及原理分析
第3章电源电路设计与应用
3.1案例10——LDO输出滤波电容ESR配置不当致电源
输出振荡
3.1.1项目背景及故障描述
3.1.2故障排查及原理分析
3.1.3解决方案
3.2案例11——模块输入引脚的驱动电流与电源使能控制
信号
3.2.1项目背景及故障描述
3.2.2故障分析思路
3.2.3故障排查及原理分析
3.2.4小结
3.3案例12——控制逻辑I/O配置与不同电源域漏电
3.3.1项目背景及故障描述
3.3.2故障分析思路
3.3.3故障排查及原理分析
3.3.4小结
3.4案例13——DCDC激活逻辑延迟导致系统上电时序错误
3.4.1项目背景及故障描述
3.4.2故障分析思路
3.4.3故障排查及原理分析
第4章复位信号与电路模块的初始化配置
4.1案例14——反相器选型与应用不当导致系统频繁复位
4.1.1项目背景及故障描述
4.1.2故障分析思路
4.1.3故障排查及原理分析
4.1.4小结
4.2案例15——JTAG_RST配置不当导致芯片进入测试模式
4.2.1项目背景及故障描述
4.2.2故障分析思路
4.2.3故障排查及原理分析
4.3案例16——约束引脚配置错误导致系统无法启动加载
4.3.1项目背景及故障描述
4.3.2故障分析思路
4.3.3故障排查及原理分析
4.3.4小结
第5章MOS管与逻辑器件应用
5.1案例17——电容放电式引信发火药剂配制误差
5.1.1项目背景及故障描述
5.1.2故障分析思路
5.1.3故障排查及原理分析
5.1.4小结
5.2双向电平转换芯片误用导致控制逻辑错误
5.2.1NMOS管原型应用分析
5.2.2芯片解决方案GTL2003系列
5.2.3慎重处理上、下拉电阻
5.2.4 I2C解决方案
第6章总线与高速信号
6.1案例1回顾——PCI透明桥时钟延迟差异导致下游设备异常
6.1.1项目背景及故障描述
6.1.2故障分析思路
6.1.3故障排查及原理分析
6.2案例18——两级Buffer与PCIe总线时钟噪声
6.2.1项目背景及故障描述
6.2.2故障分析思路
6.2.3故障排查及原理分析
6.3案例19——BMC对服务器系统“一键收集日志”引发告警
6.3.1项目背景及故障描述
6.3.2故障分析思路
6.3.3故障排查及原理分析
6.4案例20——网络变压器供电连接错误导致网络故障
6.4.1项目背景及故障描述
6.4.2故障分析思路
6.4.3故障排查及原理分析
6.5案例21——高速总线交流耦合电容值过小致总线传输
误码率升高
6.5.1项目背景及故障描述
6.5.2故障分析思路
6.5.3故障排查及原理分析
6.5.4小结
6.6案例22——射频连接器的串扰导致链路信号误码
6.6.1项目背景及故障描述
6.6.2故障分析思路
6.6.3故障排查及原理分析
第7章测试计量与系统
7.1案例23——采样策略与存储器深度关联导致信号异常
滤波
7.1.1项目背景及故障描述
7.1.2故障分析思路
7.1.3故障排查及原理分析
7.1.4举一反三
7.2案例24——半实物仿真旋转变压器的输出角度抖动故障
7.2.1项目背景及故障描述
7.2.2故障分析思路
7.2.3故障排查及原理分析
第8章故障排查与硬件设计
8.1拙战论
8.2高质量的设计动作
后记从彷徨到呐喊
参考文献
内容摘要
第3章电源电路设计与应用 本章阐述的电源电路案例包含以下两方面特征。 (1) 案例以面向数字单板上的电源模块应用为场景，主要涉及LDO（Low DropOut regulator，低压差线性稳压器）和VRM（Voltage Regulator Module，电压调节模组）应用。一般而言，电源设计范围很广，包括反激变换器、正激变换器、半桥变换器、全桥变换器等开关电源，这些内容不在本书叙述的范围内，感兴趣的读者可以阅读相关书籍。 (2) 案例以电子工程师的视角向电源提出需求，同时检视自身硬件设计。本章包含因硬件电路设计错误而导致的电源平面故障（如3.3节所述案例12是硬件工程师的责任范围）。 相应地，VRM工程师（电源工程师）视角是电源模块的设计，兼顾通用电源设计规范，并满足系统对电源提出的需求。精度、功率、效率、纹波与噪声（ripple/noise）、瞬态（transient）特性、幅值/相位裕度、欠压/过压保护（UV/OV）、过流保护、调制模式、连续/断续电流工作模式……这些内容以一本专著来论述也是足够的。 1. 关于LDO 针对LDO应用，建议了解模块的拓扑结构，包括NPN型、PNP型、PMOS型、NMOS型等，因为其拓扑与LDO参数、应用场合是强相关的。 例如PMOS型LDO适合应用于较高输入、输出电压的场景，因为PMOS型LDO输入极为源极S，增加输入与误差放大器之间的压差VGS，有利于减小PMOS管的源极与漏极间的等效导通电阻Rdson，实现较低的管压降，从而进一步降低热损耗、提升效率，图3.1为PMOS型LDO反馈框图。 图3.1PMOS型LDO的反馈 另外，使用增强PMOS型LDO，若输入电压过低，可能无法满足MOS进入饱和区的条件。 LDO参数中，效率、精度、压降、静态电流、热特性、电源抑制比等参数，在设计中需要予以重点关注，同样适用于指导故障排查。3.1节将讲解一个LDO稳定性的案例。 2. 关于DCDC 如前文所述，开关电源技术所涉及的内容是可以用专著论述的，硬件电子工程师需要了解宏观的概念和参数关系，包括： (1) 三种基本拓扑及其调压原理，例如Cuk电路，SEPIC（Single Ended Primary Inductor Converter，单端初级电感转换器）电路等本质也是BuckBoost拓扑。 (2) 在本书涉及的硬件电路范畴（计算机主板、通信单板、高端仪器主板等）中，同步开关电源（包含上、下MOS管的开关电源）更常见。 (3) 电路中各元器件参数对纹波、效率、环路稳定性、瞬态特性等参数的影响。 举一个元器件参数的例子，一个连续电流模式（CCM）的Buck电路的输出电容与电源纹波关系拆解如图3.2所示。 图3.2Buck（CCM）电容纹波参数拆解 其中Δic为纹波电流。 RESR为滤波电容的等效串联阻抗，注意多个滤波电容并联时，这些电容的等效串联阻抗也会并联，RESR降低会减小纹波。 fSW为开关电源的开关频率，从图3.2中的公式可以看出，开关频率升高，会减小纹波。 C为开关电源输出的滤波电容值。 图3.2既反映了电容的ESR（Equivalent Series Resistance，等效串联阻抗）对电源纹波的影响，也反映了电容容值对电源纹波的影响。更进一步，若电容的耐压等级选取较低，电压升高会引起电容降额，进而容值降低，最终导致纹波增大。需掌握类似上述参数分析的定性关系。 (4) 环路稳定性需要经典控制理论的频域、复频域的分析方法。 3.1案例10——LDO输出滤波电容ESR配置不当致 电源输出振荡 前面已经阐述了LDO的拓扑特性和设计中的关键参数（效率、精度、压降、静态电流、电源抑制比），另外，稳定性分析和热设计也是LDO电路设计应用中需加注意的问题，本节案例是有关LDO稳定性分析的案例。 3.1.1项目背景及故障描述 本案例核心电路为PMOS型LDO，电源模块及其外围匹配电路如图3.3所示，R1、R2为反馈电阻，另配置滤波钽电容CT，去耦陶瓷电容C。 图3.3PMOS型LDO电路框图 实际应用中，使用相同电容容值C的陶瓷电容代替钽电容CT做旁路滤波电容，发现LDO输出电压发生振荡。 3.1.2故障排查及原理分析 LDO应用，因输出电容配置不当导致系统不稳定是LDO的常见故障。对LDO电路模块建立传递函数模型，并进行频域分析。系统模型如图3.4所示。 图3.4PMOS型LDO电路系统模型 其中， Rdson为LDO中PMOS开关管的源极和漏级间等效导通电阻。 Vgs为栅极与源极间的电压。 I=gm·Vgs为等效小信号模型后，通过PMOS源极与漏极的电流。 ga为误差放大器的增益。 Rpar和Cpar为误差放大器输出端配置的电阻和电容，作用是对误差放大器输出滤波，从控制系统传递函数的角度看，是为系统配置了一个极点。 以上参数一般是LDO芯片内部的电路参数。另外，在芯片外部配置包括： R1和R2为反馈回路的分压电阻。 RESR为滤波电容的等效串联阻抗。 CT为滤波钽电容容值。 C为滤波的瓷片电容。 计算电路的输出阻抗Z=［Rdson‖(R1+R2)］‖RESR
精彩内容
《一板成功——高速电路研发与设计典型故障案例解析》是面向硬件电路与系统的工程技术类书籍，通过对电子工程设计中的实际故障案例分析，帮助读者形成硬件设计流程中电路调测和故障排查的方法体系。从研发设计人员的视角探求硬件电路与系统的测试测量、电路调试、故障分析以及解决方案，内容涵盖时钟、电源、逻辑器件、总线、高速信号、测量技术等常规的硬件电路模块。兼具理论性和工程实用性。 《一板成功——高速电路研发与设计典型故障案例解析》适合作为从事计算机、通信设备、高端仪器制造等行业的电路设计、开发专业工程师、研究人员的技术参考书，也可以作为电子科学技术、电子工程专业高年级本科生和研究生的参考用书。
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