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经验法则
现代数字电子系统信号速度越来越快,很多设备已突破 1GHz 的壁垒,由于 PCB 材料限
制,PCB 板级设计和 IC 封装设计必须都要考虑到信号完整性和电气性能问题。凡是介入物
理设计的人都可能会影响产品的性能。设计师应该了解设计如何影响信号完整性,至少能够
和信号完整性专业的工程师进行技术上的沟通。当快速地得到粗略的结果比以后得到精确的
结果更重要时,我们就使用经验法则。
1、信号上升时间约是时钟周期的 10%,即 1/10x1/Fclock。例如 100MHZ 使中的上升时
间大约是 1NS.
2、理想方波的 N 次谐波的振幅约是时钟电压副值的 2/(N 派)倍。例如,1V 时钟信号的
第一次谐波幅度约为 0.6V,第三次谐波的幅度约是 0.2V。
3、信号的带宽和上升时间的关系为:BW=0.35/RT。例如,如果上升时间是 1NS,
则带宽是 350MHZ。如果互连线的带宽是 3GHZ,则它可传输的最短上升时间约为 0.1NS。
4、如果不知道上升时间,可以认为信号带宽约是时钟频率的 5 倍。
5、LC 电路的谐振频率是 5GHZ/sqrt(LC),L 的单位为 NH,C 的单位为 PF。
6、在 400MHZ 内,轴向引脚电阻可以看作理想电阻;在 2GHZ 内,SMT0603 电阻可看作
理想电阻。
7、轴向引脚电阻的 ESL(引脚电阻)约为 8NH,SMT 电阻的 ESL 约是 1.5NH。
8、直径为 1MIL 的近键合线的单位长度电阻约是 1 欧姆/IN。
9、24AWG 线的直径约是 20MIL,电阻率约为 25 毫欧姆/FT。
10、1 盎司桶线条的方块电阻率约是每方块 0.5 豪欧姆。
11、在 10MHZ 时,1 盎司铜线条就开始具有趋肤效应。
12、直径为 1IN 球面的电容约是 2PF。
13、硬币般大小的一对平行板,板间填充空气时,他们间的电容约为 1PF。
14、当电容器量板间的距离与板子的宽度相当时,则边缘产生的电容与平行板形成的产
生的电容相等。例如,在估算线宽为 10MIL、介质厚度为 10MIL 的微带线的平行板电容时,
其估算值为 1PF/IN,但实际的电容约是上述的两倍,也就是 2PF/IN。
15、如果问对材料特性一无所知,只知道它是有机绝缘体,则认为它的介电常数约为
4。
16、1 片功率为 1W 的芯片,去耦电容(F)可以提供电荷使电压降小于小于 5%的时间(S)
是 C/2。
17、在典型电路板钟,当介质厚度为 10MIL 时,电源和地平面间的耦合电容是 100PF/IN