100条估计信号完整性效应的经验法则(二)

在上一篇文章“100条估计信号完整性效应的经验法则(一)”中,我们介绍了50条估计信号完整性效应的经验法则。本文中,我们将介绍剩下的50条估计信号完整性效应的经验法则。

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估计信号完整性效应的经验法则(51-100):

51、远端容性负载会增加信号的上升时间。10-90%上升时间约是(100*C)PS,其中C的单位是pF。

52、如果突变的电容小于0.004*产生较多的反射噪声RT,则可能不会产生问题。

53、50欧姆传输线中拐角的电容(pF)是线宽(MIL)的2倍。

54、容性突变会使50%点的时延约增加0.5*Z0*C。

55、如果突变的电感(nH)小于上升时间(ns)的10倍,则不会产生问题。

56、对上升时间少于1ns的信号,回路电感约为10nH的轴向引脚电阻可能会产生较多的反射噪声,这时可换成片式电阻。

57、在50欧姆系统中,需要用4pF电容来补偿10nH的电感。

58、1GHz时,1盎司铜线的电阻约是其在DC状态下电阻的15倍。

59、1GHz时,8mil宽的传输线的电阻产生的衰减与介质材料产生的衰减相当,并且介质材料产生的衰减随着频率变化得更快。

60、对于3mil或更宽的传输线而言,低损耗状态全是发生在10MHz频率以上。在低损耗状态时,特性阻抗以及信号速度与损耗和频率无关。在常见的级互连中,不存在由损耗引起的色散现象。

61、-3dB衰减相当于初始信号功率减小到50%,初始电压幅度减小到70%。

62、-20dB衰减相当于初始信号功率减小到1%,初始电压幅度减小到10%。

63、当处于趋肤效应状态时,信号路径与返回路径的单位长度串联约是(8/W)*sqrt(F)(其中线宽W:mil、频率F:GHz)。

64、50欧姆的传输线中,由导体产生的单位长度衰减约是36/(WZ0)dB/inch。

65、FR4的耗散因子约是0.02。

66、1GHz时,FR4中由介质材料产生的衰减约是0.1dB/inch,并随频率线性增加。

67、对于FR4中的8mil宽、50欧姆传输线,在1GHz时,其导体损耗与介质材料损耗相等。

68、受损耗因子的制约,FR4互连线(其长是LEN)的带宽约是30GHz/Len。

69、FR4互连线可以传播的最短时间是10ps/inch*Len。

70、如果互连线长度(inch)大于上升时间(ns)的50倍,则FR4介质板中由损耗引起的上升边退化是不可忽视的。

71、一对50欧姆微带传输线中,线间距与线宽相等时,信号线间的耦合电容约占5%。

72、一对50欧姆微带传输线中,线间距与线宽相等时,信号线间的耦合电感约占15%。

73、对于1ns的上升时间,FR4中近端噪声的饱和长度是6inch,它与上升时间成比例。

74、一跟线的负载电容是一个常数,与附近其他线的接近程度无关。

75、对于50欧姆微带线,线间距与线宽相等时,近端串扰约为5%。

76、对于50欧姆微带线,线间距是线宽的2倍时,近端串扰约为2%。

77、对于50欧姆微带线,线间距是线宽的3倍时,近端串扰约为1%。

78、对于50欧姆带状线,线间距与线宽相等时,近端串扰约为6%。

79、对于50欧姆带状线,线间距是线宽的2倍时,近端串扰约为2%。

80、对于50欧姆带状线,线间距是线宽的3倍时,近端串扰约为0.5%。

81、一对50欧姆微带传输线中,间距与线宽相等时,远端噪声是4%*TD/RT。如果线时延是1ns,上升时间时0.5ns,则远端噪声是8%。

82、一对50欧姆微带传输线中,间距是线宽的2倍时,远端噪声是2%*TD/RT。如果线时延是1ns,上升时间时0.5ns,则远端噪声是4%。

83、一对50欧姆微带传输线中,间距是线宽的3倍时,远端噪声是1.5%*TD/RT。如果线时延是1ns,上升时间时0.5ns,则远端噪声是4%。

84、带状线或者完全嵌入式微带线上没有远端噪声。

85、在50欧姆总线中,不管是带状线还是微带线,要使最怀情况下的远端噪声低于5%,就必须保持线间距大于线宽的2倍。

86、在50欧姆总线中,线间距离等于线宽时,受害线上75%的窜扰来源于受害线两边邻近的那两跟线。

87、在50欧姆总线中,线间距离等于线宽时,受害线上95%的窜扰来源于受害线两边距离最近的每边各两根线条。

88、在50欧姆总线中,线间距离是线宽的2倍时,受害线上100%的窜扰来源于受害线两边邻近的那两根线条。这是忽略与总线中其他所有线条间的耦合。

89、对于表面布线,加大相邻信号线间的距离使之足以添加一个防护布线,串扰常常就会减小到一个可以接受的水平,而且这时没必要增加防护布线。添加终端短接的防护布线可将串扰减小到50%。

90、对于带状线,使用防护线可以使串扰减小到不用防护线时的10%。

91、为了保持开关噪声在可以接受的水平,必须使互感小于2.5nH*上升时间(ns)。

92、对于受开关噪声限制的接插件或者封装来说,最大可用的时钟频率是250MHz/(N*Lm)。其中,Lm是信号/返回路径对之间的互感(nH),N是同时开关线的数量。

93、在LVDS信号中,共模信号分量是差分信号分量达2倍以上。

94、如果之间没有耦合,差分对的差分阻抗是其中任意一个单端线阻抗的2倍。

95、一对50欧姆微带线,只要其中一跟线的电压维持在高或低不变,则另一跟线的单端特性阻抗就与邻近线的距离完全无关。

96、在紧耦合差分微带线中,与线宽等于线间距时的耦合相比,线条离得很远而没有耦合时,差分特性阻抗仅会降低10%左右。

97、对于宽边耦合差分对,线条间的距离应至少比线宽大,这么做的目的是为了获得可高达100欧姆的差分阻抗。

98、FCC的B级要求是,在100MHz时,3M远处的远场强度要小于150μV/M。

99、邻近的单端攻击次线在强耦合差分对上产生的差分信号串扰比弱耦合差分对上的少30%。

100、邻近的单端攻击次线在强耦合差分对上产生的共模信号串扰比弱耦合差分对上的多30%。

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