工程師總結(jié)的估計(jì)信號(hào)完整性效應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)法則

經(jīng)驗(yàn)法則只是一種大概的近似估算，它的設(shè)計(jì)目的是以最小的工作量，以知覺(jué)為基礎(chǔ)找到一個(gè)快速的答案。經(jīng)驗(yàn)法則是估算的出發(fā)點(diǎn)，它可以幫助我們區(qū)分5或50，而且它能幫助我們?cè)谠O(shè)計(jì)的早期階段就對(duì)設(shè)計(jì)有較好的整體規(guī)劃。在速度和精度的權(quán)衡之間，經(jīng)驗(yàn)法則傾向于速度，但它并不是很準(zhǔn)確。

當(dāng)然，不可以盲目的使用經(jīng)驗(yàn)法則，它必須基于對(duì)基本理論的深刻了解和良好的工程判斷能力。
當(dāng)精確度很重要時(shí)，例如在設(shè)計(jì)中某個(gè)數(shù)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(yàn)證過(guò)的數(shù)值仿真工具。
1、信號(hào)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(hào)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(hào)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。如果互連線的帶寬是3GHZ,則它可傳輸?shù)淖疃躺仙龝r(shí)間約為0.1NS。
4、如果不知道上升時(shí)間，可以認(rèn)為信號(hào)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(nèi)，軸向引腳電阻可以看作理想電阻；在2GHZ 內(nèi)，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 的近鍵合線的單位長(zhǎng)度電阻約是1 歐姆/IN。
9、24AWG 線的直徑約是20MIL,電阻率約為25 毫歐姆/FT。
10、 1 盎司桶線條的方塊電阻率約是每方塊0.5 豪歐姆。
11、 在10MHZ 時(shí)，1 盎司銅線條就開(kāi)始具有趨膚效應(yīng)。
12、 直徑為1IN 球面的電容約是2PF。
13、 硬幣般大小的一對(duì)平行板，板間填充空氣時(shí)，他們間的電容約為1PF。
14、 當(dāng)電容器量板間的距離與板子的寬度相當(dāng)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，在估算線寬為10MIL、介質(zhì)厚度為10MIL的微帶線的平行板電容時(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(duì)材料特性一無(wú)所知，只知道它是有機(jī)絕緣體，則認(rèn)為它的介電
常數(shù)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(dāng)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 歐姆微帶線的體介電常數(shù)為4，則它的有效介電常數(shù)為3。
19、 直徑為1MIL 的圓導(dǎo)線的局部電感約是25NH/IN 或1NH/MM。
20、 由10MIL 厚的線條做成直徑為1IN 的一個(gè)圓環(huán)線圈，它的大小相當(dāng)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(zhǎng)度電感約是25NH/IN 或1NH/MM。例如，如
果封裝引線是環(huán)形線的一部分，且長(zhǎng)為0.5IN,則它的電感約是12NH。
22、 當(dāng)一對(duì)圓桿的中心距離小于它們各自長(zhǎng)度的10%時(shí)，局部互感約是各自
的局部互感的50%。
23、 當(dāng)一對(duì)圓桿中心距與它們的自身長(zhǎng)度相當(dāng)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、過(guò)孔以及電容自身）的回路電感大概為2NH,
要將此數(shù)值降至1NH 以下還需要許多工作。
25、 平面對(duì)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(kuò)散電感就越低。一個(gè)直徑為25MIL 過(guò)孔的擴(kuò)散電感約為50PH。
27、 如果有一個(gè)出沙孔區(qū)域，當(dāng)空閑面積占到50%時(shí)，將會(huì)使平面對(duì)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 盎司銅傳輸線中，當(dāng)頻率約高于50MHZ 時(shí)，單位長(zhǎng)度回路電感為一常數(shù)。這說(shuō)明在頻率高于50MHZ 時(shí)，特性阻抗時(shí)一常數(shù)。
30、 銅中電子的速度極慢，相當(dāng)于螞蟻的速度，也就是1CM/S。
31、 信號(hào)在空氣中的速度約是12IN/NS。大多數(shù)聚合材料中的信號(hào)速度約為6IN/NS。
32、 大多數(shù)輾壓材料中，線延遲1/V 約是170PS/IN。
33、 信號(hào)的空間延伸等于上升時(shí)間X 速度，即RTx6IN/NS。
34、 傳輸線的特性阻抗與單位長(zhǎng)度電容成反比。
35、 FR4 中，所有50 歐姆傳輸線的單位長(zhǎng)度電容約為3.3PF/IN。
36、 FR4 中，所有50 歐姆傳輸線的單位長(zhǎng)度電感約為8.3NH/IN。
37、 對(duì)于FR4 中的50 歐姆微帶線，其介質(zhì)厚度約是線寬的一半。
38、 對(duì)于FR4 中的50 歐姆帶狀線，其平面間的間隔時(shí)信號(hào)線線寬的2 倍。
39、 在遠(yuǎn)小于信號(hào)的返回時(shí)間之內(nèi)，傳輸線的阻抗就是特性阻抗。例如，當(dāng)驅(qū)動(dòng)一段3IN 長(zhǎng)的50 歐姆傳輸線時(shí)，所有上升時(shí)間短與1NS 的驅(qū)動(dòng)源在沿線傳輸并發(fā)生上升跳變時(shí)間內(nèi)感受到的就是50 歐姆恒定負(fù)載。
40、 一段傳輸線的總電容和時(shí)延的關(guān)系為C=TD/Z0。
41、 一段傳輸線的總回路電感和時(shí)延的關(guān)系為L(zhǎng)=TDxZ0。