신호 및 전원 무결성(개정판 3판)

Braden
5.0 / 5점
내가 읽은 최고의 엔지니어링 책(Best Engineering Book I have ever read)
2020년 7월 12일 미국에서 검토됨
저는 현직 전기 엔지니어이고, 이 책은 퇴근 후와 주말에 혼자 읽기로 했습니다.
이 책은 훌륭한 책이며 전기/전자 엔지니어링 분야에 종사하거나 실무를 하고 싶어 하는 모든 사람에게 강력히 추천하고 싶습니다. 책을 읽으면서 저는 이 책을 더 일찍 발견했거나 대학에서 이 책을 사용하는 수업을 들었으면 좋겠다고 여러 번 생각했습니다.
저는 처음에 에릭의 웹사이트인 신호 무결성 아카데미(bethesignal.com)를 통해 이 책을 접했고, 고용주를 통해 무료 체험 구독을 받았습니다. 이 무료 체험 기간 동안 저는 "신호 무결성의 필수 원칙" 과정을 수강했고, 그 후로 푹 빠졌습니다. 온라인 수업에서 저는 Bogatin 박사가 제가 수년간 공부했던 동일한 개념을 강력한 엔지니어링 직관을 구축하는 데 초점을 맞춘 새로운 방식으로 전달하는 방식에 정말 감명을 받았고, 그렇게 함으로써 더 깊은 수준의 이해를 촉진했습니다.
이 책의 독특한 가치는 신호 무결성 문제를 이해하고 분석하는 데 필요한 개념을 가르치는 동시에 독자에게 다양한 도구를 제공하여 독자의 엔지니어링 판단을 강화하고 실제 문제가 발생했을 때 더 빠르게 통찰력을 얻을 수 있도록 하여 효과적인 엔지니어가 되는 방법을 가르치는 것입니다. 최종 제품의 품질이나 기술적 엄격성을 손상시키지 않으면서도 말입니다. 다른 기술 분야에서 일하더라도(그리고 전자공학이 당신의 분야가 아니더라도) 저는 여전히 이 책(과 EPSI 과정)을 추천하고 싶습니다. 저는 Bogatin 박사가 가르치는 문제 해결 접근 방식이 사람들이 진정으로 효과적인 문제 해결자가 되는 데 도움이 되는 일반적이고 보편적으로 적용될 수 있다고 굳게 믿기 때문입니다.

Rick R
5.0 / 5점
SI Bible은 현존 최고이다(The SI Bible is Now Even Better)
2018년 1월 28일 미국에서 검토됨
저는 이 책을 신호 무결성 보드 설계자를 위한 성경이라고 생각합니다. 이 책의 3판에는 스코프나 3D 시뮬레이션에서 추출한 s-파라미터를 사용하여 고속 채널 성능을 분석하고 해석하는 방법을 더 잘 이해할 수 있도록 업데이트된 자료가 포함되어 있습니다. 25Gb/s 이상 프로젝트의 성공을 보장하는 공식이나 경험칙은 없습니다. 그러나 11장의 차동 쌍과 12장의 s-파라미터를 읽으면 설계 엔지니어는 주파수와 시간 영역에서 신호의 기본 사항을 이해하여 결과를 해석하고 개선하는 방법에 대한 직관을 개발할 수 있습니다. 13장에서는 성공적인 PDN을 구축하는 방법을 자세히 검토하여 인덕턴스와 커패시턴스 간의 상호 작용과 커패시턴스 선택을 최적화하고 임피던스 목표를 충족하도록 인덕턴스를 장착하는 방법을 영어로 설명합니다.

Amazon Customer
5.0 / 5점
진짜 보물(An absolute treasure)
2022년 9월 19일 미국에서 검토됨
문자 그대로 이 방대한 책을 표지부터 표지까지 다 읽게 되었습니다. PCB 설계와 관련하여 제가 읽어본 텍스트 중에서 가장 가치 있고 이해하기 가장 직관적인 텍스트입니다.
지금은 많은 것이 이해가 됩니다. 커패시턴스, 인덕턴스, 전송의 기본적인 물리적 기반에 대한 6~9장은 PCB 레이아웃에서 특정 작업을 하는 이유를 이해하는 데 훨씬 더 견고한 기반을 제공하는 데 큰 도움이 되었습니다.

Keye Sun
5.0 / 5점
SI와 PI에 관한 가장 실용적인 책(Most practical book on SI and PI)
2023년 12월 18일에 미국에서 검토됨
여러분이 누구냐에 따라, 이 책은 PI와 SI를 공부하는 데 첫 번째 선택이 될 수도 있고 아닐 수도 있습니다.
제품에서 SI와 PI에 대한 실용적이고 빠르게 사용할 수 있는 설계 지침을 찾고 있는 엔지니어링 분야라면, 이 책은 바로 여러분을 위한 책입니다. 이 책은 책 전반에 걸쳐 도출 없이 설계 지침에 대한 간단한 방정식을 제공합니다. 그러나 각 방정식에 대한 명확하고 직관적인 설명이 제공됩니다. 이는 엄격한 도출보다 훨씬 좋습니다. 또한 책 전반에 걸쳐 설계 팁이 제공되어 매우 유용합니다. 그러나 여러분이 학술 연구자이고 방정식의 배후에 있는 물리학에 대해 엄격하다면, 이 책은 여러분에게 적합하지 않을 수 있습니다. 제가 말했듯이, 설계 방정식은 도출 없이 제공됩니다. 그러나 SI와 PI에 대한 다른 이론적인 책을 읽은 후에 이 책으로 돌아올 수 있습니다. 다른 책보다 더 직관적인 설명을 여기에서 찾을 수 있어 이해가 깊어집니다. 방정식은 좋지만 때로는 직관적인 이해가 더 중요합니다.
어쨌든, 이 책은 SI와 PI 세계에 발을 들이고자 하는 모든 사람에게 적극 추천합니다.

제3판 서문 iv
제2판 서문 v
제1판 서문 vi
지은이 소개 xi
옮긴이 소개 xii
옮긴이 머리말 xiii
제 1 장 신호 무결성-우리의 미래 1
1.1 신호 무결성, 전원 무결성, 전자파 적합성이란 무엇인가? 2
1.2 하나의 넷에서의 신호 무결성 효과 6
1.3 크로스토크 10
1.4 레일 붕괴 노이즈 12
1.5 전자파 간섭(EMI) 16
1.6 두 가지 중요한 신호 무결성의 일반화 17
1.7 전자 제품 동향 18
1.8 새로운 설계 방법론의 필요성 24
1.9 신제품 디자인 방법론 25
1.10 시뮬레이션 27
1.11 모델링과 모델 30
1.12 계산을 통한 회로 모델 만들기 32
1.13 세 가지 측정 유형 38
1.14 측정의 역할 40
1.15 핵심 요약 42
복습 문제 43
제 2 장 시간 영역과 주파수 영역 45
2.1 시간 영역 45
2.2 주파수 영역의 사인파 48
2.3 빠르게 답을 얻을 수 있는 주파수 영역 50
2.4 시간 영역의 사인파 특성 51
2.5 푸리에 변환 53
2.6 반복 신호(repetitive signal)의 스펙트럼 55
2.7 이상적인 사각파의 스펙트럼 56
2.8 주파수 영역에서 시간 영역으로 변환 59
2.9 대역폭이 상승 시간에 미치는 영향 60
2.10 대역폭과 상승 시간 63
2.11 중요하다는 것의 의미는 무엇인가? 64
2.12 실제 신호의 대역폭 67
2.13 대역폭과 클록 주파수 69
2.14 측정 대역폭 70
2.15 모델 대역폭 72
2.16 인터커넥트 대역폭 74
2.17 핵심 요약 77
복습 문제 78
제 3 장 임피던스와 전기적 모델 81
3.1 임피던스 측면에서의 신호 무결성 해법 82
3.2 임피던스란 무엇인가? 84
3.3 실제 회로 소자와 이상적인 회로 소자의 비교 86
3.4 시간 영역에서 이상적인 저항기의 임피던스 89
3.5 시간 영역에서 이상적인 커패시터의 임피던스 90
3.6 시간 영역에서 이상적인 인덕터의 임피던스 93
3.7 주파수 영역의 임피던스 95
3.8 등가 전기 회로 모델 99
3.9 회로 이론과 SPICE 101
3.10 측정 기반 모델링 소개 105
3.11 핵심 요약 109
복습 문제 110
제 4 장 저항의 물리적 기초 113
4.1 물리적 설계를 전기적 성능으로 변환하기 114
4.2 인터커넥트의 저항을 나타내는 유일한 좋은 근사식 115
4.3 벌크 저항률 117
4.4 길이당 저항 118
4.5 시트 저항 120
4.6 핵심 요약 123
복습 문제 124
제 5 장 커패시턴스의 물리적 기초 127
5.1 커패시터에서의 전류 흐름 129
5.2 구의 커패시턴스 130
5.3 평행판 근사식 131
5.4 유전 상수 133
5.5 전원면과 접지면과 디커플링 커패시턴스 135
5.6 길이당 커패시턴스 138
5.7 2D 전자기장 솔버 142
5.8 유효 유전 상수 145
5.9 핵심 요약 149
복습 문제 149
제 6 장 인덕턴스의 물리적 기초 153
6.1 인덕턴스란 무엇인가? 153
6.2 인덕턴스 원리 1: 모든 전류 주위에는 고리 모양의 원형 자기장 선이 있다 154
6.3 인덕턴스 원리 2: 인덕턴스는 도체를 통과하는 전류 1 A당
도체 주위를 둘러싸는 자기장 선 고리의 Wb 값이다 157
6.4 자기 인덕턴스와 상호 인덕턴스 158
6.5 인덕턴스 원리 3: 어떤 도체 주위를 둘러싸는 자기장 선의 고리 수가 변하면
그 도체 양단에 전압이 유도된다 161
6.6 부분 인덕턴스 163
6.7 유효 인덕턴스, 총 인덕턴스, 알짜 인덕턴스, 접지 바운스 168
6.8 루프 자기 인덕턴스와 루프 상호 인덕턴스 174
6.9 전원 분배 네트워크와 루프 인덕턴스 179
6.10 평면의 정사각형당 루프 인덕턴스 183
6.11 평면과 비아 접촉의 루프 인덕턴스 185
6.12 클리어런스 홀이 있는 평면의 루프 인덕턴스 187
6.13 루프 상호 인덕턴스 188
6.14 다중 인덕터의 등가 인덕턴스 189
6.15 인덕턴스 요약 191
6.16 전류 분포와 표피 깊이 192
6.17 고투자율 재료 200
6.18 소용돌이 전류 202
6.19 핵심 요약 205
복습 문제 206
제 7 장 전송선로의 물리적 기초 209
7.1 접지라는 말은 잊어라 210
7.2 신호 211
7.3 균일 전송선로 212
7.4 구리 속 전자의 속도 214
7.5 전송선로의 신호 속도 216
7.6 선행 에지의 공간적 범위 219
7.7 "신호가 되자" 220
7.8 전송선로의 순시 임피던스 223
7.9 특성 임피던스와 제어된 임피던스 226
7.10 대표적인 특성 임피던스 228
7.11 전송선로의 특성 임피던스 230
7.12 전송선로의 구동 235
7.13 귀환 경로 237
7.14 귀환 경로가 기준면을 변경하는 경우 241
7.15 전송선로의 1차 등가 회로 모델 251
7.16 근사식을 이용한 특성 임피던스의 계산 256
7.17 2D 전자기장 솔버를 이용한 특성 임피던스의 계산 259
7.18 n개의 LC 부분으로 이루어진 집중 회로 모델 264
7.19 주파수에 따른 특성 임피던스의 변화 271
7.20 핵심 요약 273
복습 문제 273
제 8 장 전송선로와 반사 현상 277
8.1 임피던스가 변하는 위치에서의 반사 현상 278
8.2 신호가 반사되는 이유 279
8.3 저항 부하로부터의 반사 282
8.4 소스 임피던스 285
8.5 바운스 다이어그램 287
8.6 반사파 시뮬레이션 289
8.7 TDR을 이용한 반사 측정 290
8.8 전송선로와 의도하지 않은 불연속 293
8.9 종단이 필요한 경우 295
8.10 점대점 토폴로지에 대한 가장 일반적인 종단 방법 297
8.11 짧은 직렬 전송선로에서의 반사 300
8.12 짧은 스터브가 달린 전송선로에서의 반사 302
8.13 용량성 종단에서의 반사 304
8.14 트레이스 중간에 있는 용량성 부하로 인한 반사 306
8.15 용량성 시간 지연 추가 309
8.16 모서리와 비아의 영향 311
8.17 부하 장착 전송선로 316
8.18 유도성 불연속에서의 반사 318
8.19 임피던스 불연속의 보상 322
8.20 핵심 요약 324
복습 문제 325
제 9 장 손실이 있는 전송선로, 상승 시간 증가, 물질 특성 329
9.1 왜 손실이 있는 전송선로가 문제인가? 330
9.2 전송선로의 손실 333
9.3 손실의 원인: 도체의 저항과 표피 깊이 335
9.4 손실의 원인: 유전체 338
9.5 손실계수 342
9.6 손실계수의 진정한 의미 345
9.7 손실이 있는 전송선로의 모델링 349
9.8 손실이 있는 전송선로의 특성 임피던스 355
9.9 손실이 있는 전송선로에서 신호의 속도 357
9.10 감쇠와 dB 359
9.11 손실이 있는 전송선로의 감쇠 364
9.12 주파수 영역에서 손실 전송선로의 측정된 특성 371
9.13 인터커넥트의 대역폭 376
9.14 손실 전송선로의 시간 영역 동작 380
9.15 전송선로의 아이 다이어그램 개선 384
9.16 어느 정도의 감쇠가 문제인가? 386
9.17 핵심 요약 387
복습 문제 388
제 10 장 전송선로의 크로스토크 391
10.1 중첩 원리 392
10.2 결합 현상의 원리: 커패시턴스와 인덕턴스 393
10.3 전송선로에서의 크로스토크: NEXT와 FEXT 395
10.4 크로스토크 모델링 397
10.5 SPICE 커패시턴스 행렬 399
10.6 맥스웰 커패시턴스 행렬과 2D 필드 솔버 403
10.7 인덕턴스 행렬 409
10.8 균일 전송선로에서의 크로스토크와 포화 길이 410
10.9 용량성 결합 전류 415
10.10 유도성 결합 전류 419
10.11 근단 크로스토크 421
10.12 원단 크로스토크 425
10.13 원단 크로스토크 줄이기 430
10.14 크로스토크의 시뮬레이션 432
10.15 보호 트레이스 438
10.16 크로스토크와 유전율 445
10.17 크로스토크와 타이밍 446
10.18 스위칭 노이즈 449
10.19 크로스토크를 줄이는 방법 요약 452
10.20 핵심 요약 453
복습 문제 454
제 11 장 차동 쌍과 차동 임피던스 457
11.1 차동 신호 전송방식 458
11.2 차동 쌍 461
11.3 결합이 없는 경우의 차동 임피던스 463
11.4 결합의 영향 467
11.5 차동 임피던스 계산 472
11.6 차동 쌍에서의 귀환 전류 분포 475
11.7 홀수 모드와 짝수 모드 480
11.8 차동 임피던스와 홀수 모드 임피던스 484
11.9 공통 임피던스와 짝수 모드 임피던스 485
11.10 차동 및 공통 신호와 홀수 및 짝수 모드 전압 성분 488
11.11 각 모드의 전파 속도와 원단 크로스토크 489
11.12 이상적인 결합 전송선로 모델과 이상적인 차동 쌍 494
11.13 짝수 모드 임피던스와 홀수 모드 임피던스의 측정 496
11.14 차동 신호와 공통 신호의 종단 498
11.15 차동 신호에서 공통 신호로의 변환 503
11.16 전자파장해(EMI)와 공통 신호 508
11.17 차동 선로의 크로스토크 513
11.18 귀환 경로를 가로지르는 갭 516
11.19 강한 결합과 약한 결합 518
11.20 커패시턴스 행렬 원소와 인덕턴스 행렬 원소로부터
홀수 모드와 짝수모 드 계산하기 520
11.21 특성 임피던스 행렬 523
11.22 핵심 요약 525
복습 문제 526
제 12 장 신호 무결성 응용을 위한 S 파라미터 529
12.1 S 파라미터, 새로운 범용 지표 529
12.2 S 파라미터란 무엇인가? 530
12.3 S 파라미터 표현 형식의 기초 532
12.4 S 파라미터 행렬 원소 535
12.5 반사 손실과 삽입 손실 소개 539
12.6 투명한 인터커넥트 543
12.7 포트 임피던스의 변화 546
12.8 균일한 50 Ω 전송선로에서 S21의 위상 548
12.9 균일 전송선로의 S21의 크기 551
12.10 다른 전송선로와의 결합 555
12.11 50 Ω이 아닌 전송선로의 삽입 손실 561
12.12 S 파라미터의 데이터 마이닝 566
12.13 단일 종단 S 파라미터와 차동 S 파라미터 568
12.14 차동 삽입 손실 571
12.15 모드 변환 항 575
12.16 혼성 모드 S 파라미터로 변환하는 방법 578
12.17 시간 영역과 주파수 영역 579
12.18 핵심 요약 583
복습 문제 584
제 13 장 전원 분배 네트워크 587
13.1 문제 587
13.2 근본 원인 589
13.3 PDN을 위한 가장 중요한 설계지침 591
13.4 목표 임피던스 설정은 어렵다 592
13.5 모든 제품은 고유한 PDN 요구조건을 갖는다 601
13.6 PDN 엔지니어링 602
13.7 전압 조정기 모듈 604
13.8 SPICE를 이용한 임피던스 시뮬레이션 606
13.9 온-다이 커패시턴스 608
13.10 패키지 장벽 610
13.11 디커플링 커패시터가 없는 PDN 615
13.12 MLCC 커패시터 616
13.13 등가 직렬 인덕턴스 620
13.14 루프 인덕턴스 근사화 622
13.15 커패시터 실장 최적화 630
13.16 커패시터 병렬 결합 636
13.17 커패시터 추가를 통한 병렬 공진 피크 감소 설계 641
13.18 커패시터 값 선택 644
13.19 필요한 커패시터 개수 추정 649
13.20 nH의 비용은 얼마인가? 651
13.21 커패시터의 개수와 커패시터의 값 중 어느 쪽? 654
13.22 임피던스 프로파일 조정: 주파수 영역 목표 임피던스 방법(FDTIM) 660
13.23 모든 pH가 중요한 경우 665
13.24 위치, 위치, 위치 669
13.25 확산 인덕턴스가 한계인 경우 673
13.26 칩 관점 676
13.27 종합 정리 680
13.28 핵심 요약 683
복습 문제 684
부록 A 신호 무결성 문제 최소화를 위한 102가지 일반 설계 지침 687
부록 B 신호 무결성 효과를 추정하는 데 도움이 되는 100가지 경험 규칙 695
부록 C 선별된 참고문헌 705
부록 D 복습 문제 해답 707
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Eric Bogatin Eric Bogatin
1976년 MIT에서 물리학 학사 학위를, 1980년 투손(Tucson)에 있는 애리조나 대학교(University of Arizona)에서 물리학 석사 학위와 박사 학위를 받았다. 그는 30년 넘게 신호 무결성과 인터커넥트 설계 분야에서 활동해 왔다. 그는 벨 연구소(AT&T Bell Labs), 레이켐 코퍼레이션(Raychem Corp.), 썬 마이크로시스템즈(Sun Microsystems), 인터커넥트 디바이스(Interconnect Devices Inc.), 르크로이(Teledyne LeCroy)에서 수석 엔지니어링과 관리 업무를 수행했다. 2011년에는 그의 회사인 보가틴 엔터프라이즈(Bogatin Enterprises)가 텔레다인에 인수되었다.
그는 현재 텔레다인의 신호 무결성 분야의 전도사로서 고성능 스코프의 새로운 응용 분야와 관련한 교육 자료를 제작하고 발표하고 있다. 그는 분석 기술과 측정 도구를 활용하여 복잡한 문제들을 실용적인 설계 및 측정 원리로 바꾸어 놓는 일을 하고 있다.
2012년부터 볼더(Boulder)에 있는 콜로라도 대학교(University of Colorado)에서 겸임 교수로 재직하면서 신호 무결성, 인터커넥트 설계, PCB 설계 분야의 대학원 과정을 가르치고 있다. 그는 PCD&F Magazine, Semiconductor International, Electronic Packaging and Production, Altera Corporation, Mentor Graphics Corporation, EDN, EE Times에 매달 정기 칼럼을 쓰고 있다. 그는 현재 Signal Integrity Journal(www.SignalIntegrityJournal.com)의 편집자로 활동하고 있다.
그는 300편 이상의 많은 저서와 논문을 출간하였는데 그중 다수는 그의 웹사이트(www.beTheSignal.com)에서 다운로드할 수 있다. 그는 DesignCon, IEEE EMC 심포지엄, EDI con, IPC의 Designer Council 행사에서 정기적으로 발표하고 있다.
그는 프렌티스 홀(Prentice Hall)에서 출판한 인기 도서인 「Principles of Power Integrity for PDN Design-Simplified」를 스미스(Larry Smith)와 함께 저술하였다.
그는 DesignCon에서 수여하는 2016년 올해의 엔지니어 상을 받았다.