100條估計(jì)信號(hào)完整性效應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)法則(二)
發(fā)布時(shí)間:2019-09-11 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】在上一篇文章“100條估計(jì)信號(hào)完整性效應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)法則(一)”中,我們介紹了50條估計(jì)信號(hào)完整性效應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)法則。本文中,我們將介紹剩下的50條估計(jì)信號(hào)完整性效應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)法則。
估計(jì)信號(hào)完整性效應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)法則(51-100):
51、遠(yuǎn)端容性負(fù)載會(huì)增加信號(hào)的上升時(shí)間。10-90%上升時(shí)間約是(100*C)PS,其中C的單位是pF。
52、如果突變的電容小于0.004*產(chǎn)生較多的反射噪聲RT,則可能不會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。
53、50歐姆傳輸線中拐角的電容(pF)是線寬(MIL)的2倍。
54、容性突變會(huì)使50%點(diǎn)的時(shí)延約增加0.5*Z0*C。
55、如果突變的電感(nH)小于上升時(shí)間(ns)的10倍,則不會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。
56、對(duì)上升時(shí)間少于1ns的信號(hào),回路電感約為10nH的軸向引腳電阻可能會(huì)產(chǎn)生較多的反射噪聲,這時(shí)可換成片式電阻。
57、在50歐姆系統(tǒng)中,需要用4pF電容來(lái)補(bǔ)償10nH的電感。
58、1GHz時(shí),1盎司銅線的電阻約是其在DC狀態(tài)下電阻的15倍。
59、1GHz時(shí),8mil寬的傳輸線的電阻產(chǎn)生的衰減與介質(zhì)材料產(chǎn)生的衰減相當(dāng),并且介質(zhì)材料產(chǎn)生的衰減隨著頻率變化得更快。
60、對(duì)于3mil或更寬的傳輸線而言,低損耗狀態(tài)全是發(fā)生在10MHz頻率以上。在低損耗狀態(tài)時(shí),特性阻抗以及信號(hào)速度與損耗和頻率無(wú)關(guān)。在常見的級(jí)互連中,不存在由損耗引起的色散現(xiàn)象。
61、-3dB衰減相當(dāng)于初始信號(hào)功率減小到50%,初始電壓幅度減小到70%。
62、-20dB衰減相當(dāng)于初始信號(hào)功率減小到1%,初始電壓幅度減小到10%。
63、當(dāng)處于趨膚效應(yīng)狀態(tài)時(shí),信號(hào)路徑與返回路徑的單位長(zhǎng)度串聯(lián)約是(8/W)*sqrt(F)(其中線寬W:mil、頻率F:GHz)。
64、50歐姆的傳輸線中,由導(dǎo)體產(chǎn)生的單位長(zhǎng)度衰減約是36/(WZ0)dB/inch。
65、FR4的耗散因子約是0.02。
66、1GHz時(shí),F(xiàn)R4中由介質(zhì)材料產(chǎn)生的衰減約是0.1dB/inch,并隨頻率線性增加。
67、對(duì)于FR4中的8mil寬、50歐姆傳輸線,在1GHz時(shí),其導(dǎo)體損耗與介質(zhì)材料損耗相等。
68、受損耗因子的制約,F(xiàn)R4互連線(其長(zhǎng)是LEN)的帶寬約是30GHz/Len。
69、FR4互連線可以傳播的最短時(shí)間是10ps/inch*Len。
70、如果互連線長(zhǎng)度(inch)大于上升時(shí)間(ns)的50倍,則FR4介質(zhì)板中由損耗引起的上升邊退化是不可忽視的。
71、一對(duì)50歐姆微帶傳輸線中,線間距與線寬相等時(shí),信號(hào)線間的耦合電容約占5%。
72、一對(duì)50歐姆微帶傳輸線中,線間距與線寬相等時(shí),信號(hào)線間的耦合電感約占15%。
73、對(duì)于1ns的上升時(shí)間,F(xiàn)R4中近端噪聲的飽和長(zhǎng)度是6inch,它與上升時(shí)間成比例。
74、一跟線的負(fù)載電容是一個(gè)常數(shù),與附近其他線的接近程度無(wú)關(guān)。
75、對(duì)于50歐姆微帶線,線間距與線寬相等時(shí),近端串?dāng)_約為5%。
76、對(duì)于50歐姆微帶線,線間距是線寬的2倍時(shí),近端串?dāng)_約為2%。
77、對(duì)于50歐姆微帶線,線間距是線寬的3倍時(shí),近端串?dāng)_約為1%。
78、對(duì)于50歐姆帶狀線,線間距與線寬相等時(shí),近端串?dāng)_約為6%。
79、對(duì)于50歐姆帶狀線,線間距是線寬的2倍時(shí),近端串?dāng)_約為2%。
80、對(duì)于50歐姆帶狀線,線間距是線寬的3倍時(shí),近端串?dāng)_約為0.5%。
81、一對(duì)50歐姆微帶傳輸線中,間距與線寬相等時(shí),遠(yuǎn)端噪聲是4%*TD/RT。如果線時(shí)延是1ns,上升時(shí)間時(shí)0.5ns,則遠(yuǎn)端噪聲是8%。
82、一對(duì)50歐姆微帶傳輸線中,間距是線寬的2倍時(shí),遠(yuǎn)端噪聲是2%*TD/RT。如果線時(shí)延是1ns,上升時(shí)間時(shí)0.5ns,則遠(yuǎn)端噪聲是4%。
83、一對(duì)50歐姆微帶傳輸線中,間距是線寬的3倍時(shí),遠(yuǎn)端噪聲是1.5%*TD/RT。如果線時(shí)延是1ns,上升時(shí)間時(shí)0.5ns,則遠(yuǎn)端噪聲是4%。
84、帶狀線或者完全嵌入式微帶線上沒(méi)有遠(yuǎn)端噪聲。
85、在50歐姆總線中,不管是帶狀線還是微帶線,要使最懷情況下的遠(yuǎn)端噪聲低于5%,就必須保持線間距大于線寬的2倍。
86、在50歐姆總線中,線間距離等于線寬時(shí),受害線上75%的竄擾來(lái)源于受害線兩邊鄰近的那兩跟線。
87、在50歐姆總線中,線間距離等于線寬時(shí),受害線上95%的竄擾來(lái)源于受害線兩邊距離最近的每邊各兩根線條。
88、在50歐姆總線中,線間距離是線寬的2倍時(shí),受害線上100%的竄擾來(lái)源于受害線兩邊鄰近的那兩根線條。這是忽略與總線中其他所有線條間的耦合。
89、對(duì)于表面布線,加大相鄰信號(hào)線間的距離使之足以添加一個(gè)防護(hù)布線,串?dāng)_常常就會(huì)減小到一個(gè)可以接受的水平,而且這時(shí)沒(méi)必要增加防護(hù)布線。添加終端短接的防護(hù)布線可將串?dāng)_減小到50%。
90、對(duì)于帶狀線,使用防護(hù)線可以使串?dāng)_減小到不用防護(hù)線時(shí)的10%。
91、為了保持開關(guān)噪聲在可以接受的水平,必須使互感小于2.5nH*上升時(shí)間(ns)。
92、對(duì)于受開關(guān)噪聲限制的接插件或者封裝來(lái)說(shuō),最大可用的時(shí)鐘頻率是250MHz/(N*Lm)。其中,Lm是信號(hào)/返回路徑對(duì)之間的互感(nH),N是同時(shí)開關(guān)線的數(shù)量。
93、在LVDS信號(hào)中,共模信號(hào)分量是差分信號(hào)分量達(dá)2倍以上。
94、如果之間沒(méi)有耦合,差分對(duì)的差分阻抗是其中任意一個(gè)單端線阻抗的2倍。
95、一對(duì)50歐姆微帶線,只要其中一跟線的電壓維持在高或低不變,則另一跟線的單端特性阻抗就與鄰近線的距離完全無(wú)關(guān)。
96、在緊耦合差分微帶線中,與線寬等于線間距時(shí)的耦合相比,線條離得很遠(yuǎn)而沒(méi)有耦合時(shí),差分特性阻抗僅會(huì)降低10%左右。
97、對(duì)于寬邊耦合差分對(duì),線條間的距離應(yīng)至少比線寬大,這么做的目的是為了獲得可高達(dá)100歐姆的差分阻抗。
98、FCC的B級(jí)要求是,在100MHz時(shí),3M遠(yuǎn)處的遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)度要小于150μV/M。
99、鄰近的單端攻擊次線在強(qiáng)耦合差分對(duì)上產(chǎn)生的差分信號(hào)串?dāng)_比弱耦合差分對(duì)上的少30%。
100、鄰近的單端攻擊次線在強(qiáng)耦合差分對(duì)上產(chǎn)生的共模信號(hào)串?dāng)_比弱耦合差分對(duì)上的多30%。
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