工程師總結的估計信號完整性效應的經(jīng)驗法則

經(jīng)驗法則只是一種大概的近似估算，它的設計目的是以最小的工作量，以知覺(jué)為基礎找到一個(gè)快速的答案。經(jīng)驗法則是估算的出發(fā)點(diǎn)，它可以幫助我們區分5或50，而且它能幫助我們在設計的早期階段就對設計有較好的整體規劃。在速度和精度的權衡之間，經(jīng)驗法則傾向于速度，但它并不是很準確。

當然，不可以盲目的使用經(jīng)驗法則，它必須基于對基本理論的深刻了解和良好的工程判斷能力。
當精確度很重要時(shí)，例如在設計中某個(gè)數值偏離百分之幾就要付出百萬(wàn)美元的代價(jià)，就必須使用驗證過(guò)的數值仿真工具。
1、信號上升時(shí)間約是時(shí)鐘周期的10%，即1/10x1/Fclock。例如100MHZ 使中的上升時(shí)間大約是1NS.
2、理想方波的N 次諧波的振幅約是時(shí)鐘電壓副值的2/（N 派）倍。例如，1V時(shí)鐘信號的第一次諧波幅度約為0.6V，第三次諧波的幅度約是0.2V。
3、信號的帶寬和上升時(shí)間的關(guān)系為：BW=0.35/RT。例如，如果上升時(shí)間是1NS,
則帶寬是350MHZ。如果互連線(xiàn)的帶寬是3GHZ,則它可傳輸的最短上升時(shí)間約為0.1NS。
4、如果不知道上升時(shí)間，可以認為信號帶寬約是時(shí)鐘頻率的5 倍。
5、LC 電路的諧振頻率是5GHZ/sqrt(LC),L 的單位為NH,C 的單位為PF.
6、在400MHZ 內，軸向引腳電阻可以看作理想電阻；在2GHZ 內，SMT0603電阻可看作理想電阻。
7、軸向引腳電阻的ESL（引腳電阻）約為8NH,SMT 電阻的ESL 約是1.5NH。
8、直徑為1MIL 的近鍵合線(xiàn)的單位長(cháng)度電阻約是1 歐姆/IN。
9、24AWG 線(xiàn)的直徑約是20MIL,電阻率約為25 毫歐姆/FT。
10、 1 盎司桶線(xiàn)條的方塊電阻率約是每方塊0.5 豪歐姆。
11、 在10MHZ 時(shí)，1 盎司銅線(xiàn)條就開(kāi)始具有趨膚效應。
12、 直徑為1IN 球面的電容約是2PF。
13、 硬幣般大小的一對平行板，板間填充空氣時(shí)，他們間的電容約為1PF。
14、 當電容器量板間的距離與板子的寬度相當時(shí)，則邊緣產(chǎn)生的電容與平行板形成的產(chǎn)生的電容相等。例如，在估算線(xiàn)寬為10MIL、介質(zhì)厚度為10MIL的微帶線(xiàn)的平行板電容時(shí)，其估算值為1PF/IN,但實(shí)際的電容約是上述的兩倍，也就是2PF/IN。
15、 如果問(wèn)對材料特性一無(wú)所知，只知道它是有機絕緣體，則認為它的介電
常數約為4。
16、 1 片功率為1W 的芯片，去耦電容（F）可以提供電荷使電壓降小于小于
5%的時(shí)間（S）是C/2。
17、 在典型電路板鐘，當介質(zhì)厚度為10MIL 時(shí)，電源和地平面間的耦合電容
是100PF/IN 平方，并且它與介質(zhì)厚度成反比。
18、 如果50 歐姆微帶線(xiàn)的體介電常數為4，則它的有效介電常數為3。
19、 直徑為1MIL 的圓導線(xiàn)的局部電感約是25NH/IN 或1NH/MM。
20、 由10MIL 厚的線(xiàn)條做成直徑為1IN 的一個(gè)圓環(huán)線(xiàn)圈，它的大小相當于拇
指和食指圍在一起，其回路電感約為85NH。
21、 直徑為1IN 的圓環(huán)的單位長(cháng)度電感約是25NH/IN 或1NH/MM。例如，如
果封裝引線(xiàn)是環(huán)形線(xiàn)的一部分，且長(cháng)為0.5IN,則它的電感約是12NH。
22、 當一對圓桿的中心距離小于它們各自長(cháng)度的10%時(shí)，局部互感約是各自
的局部互感的50%。
23、 當一對圓桿中心距與它們的自身長(cháng)度相當時(shí)，它們之間的局部互感比它
們各自的局部互感的10%還要少。
24、 SMT 電容（包括表面布線(xiàn)、過(guò)孔以及電容自身）的回路電感大概為2NH,
要將此數值降至1NH 以下還需要許多工作。
25、 平面對上單位面積的回路電感是33PHx 介質(zhì)厚度（MIL）。
26、 過(guò)孔的直徑越大，它的擴散電感就越低。一個(gè)直徑為25MIL 過(guò)孔的擴散電感約為50PH。
27、 如果有一個(gè)出沙孔區域，當空閑面積占到50%時(shí)，將會(huì )使平面對間的回路電感增加25%。
28、 銅的趨膚深度與頻率的平方跟成反比。1GHZ 時(shí)，其為2UM。所以，10MHZ 時(shí)，銅的趨膚是20UM。
29、 在50 歐姆的1 盎司銅傳輸線(xiàn)中，當頻率約高于50MHZ 時(shí)，單位長(cháng)度回路電感為一常數。這說(shuō)明在頻率高于50MHZ 時(shí)，特性阻抗時(shí)一常數。
30、 銅中電子的速度極慢，相當于螞蟻的速度，也就是1CM/S。
31、 信號在空氣中的速度約是12IN/NS。大多數聚合材料中的信號速度約為6IN/NS。
32、 大多數輾壓材料中，線(xiàn)延遲1/V 約是170PS/IN。
33、 信號的空間延伸等于上升時(shí)間X 速度，即RTx6IN/NS。
34、 傳輸線(xiàn)的特性阻抗與單位長(cháng)度電容成反比。
35、 FR4 中，所有50 歐姆傳輸線(xiàn)的單位長(cháng)度電容約為3.3PF/IN。
36、 FR4 中，所有50 歐姆傳輸線(xiàn)的單位長(cháng)度電感約為8.3NH/IN。
37、 對于FR4 中的50 歐姆微帶線(xiàn)，其介質(zhì)厚度約是線(xiàn)寬的一半。
38、 對于FR4 中的50 歐姆帶狀線(xiàn)，其平面間的間隔時(shí)信號線(xiàn)線(xiàn)寬的2 倍。
39、 在遠小于信號的返回時(shí)間之內，傳輸線(xiàn)的阻抗就是特性阻抗。例如，當驅動(dòng)一段3IN 長(cháng)的50 歐姆傳輸線(xiàn)時(shí)，所有上升時(shí)間短與1NS 的驅動(dòng)源在沿線(xiàn)傳輸并發(fā)生上升跳變時(shí)間內感受到的就是50 歐姆恒定負載。
40、 一段傳輸線(xiàn)的總電容和時(shí)延的關(guān)系為C=TD/Z0。
41、 一段傳輸線(xiàn)的總回路電感和時(shí)延的關(guān)系為L(cháng)=TDxZ0。