Leiterplattentechnisch - Zusammenfassung des Ingenieurs: Optimierte Artikel über die Erfahrung im Design von Signalintegrität

1. Die Signal Anstiegszeit beträgt etwa 10% des Taktzyklus, das ist, 1/10x1/Fclock. Zum Beispiel, Die Anstiegszeit in 100MHZ beträgt etwa 1NS.

2. Die Amplitude der Nten Oberschwingung der idealen Quadratwelle beträgt etwa 2/(N Pie) mal den Seitenwert der Taktspannung. Zum Beispiel beträgt die Amplitude der ersten Oberschwingung eines 1V-TaktSignals etwa 0,6V und die Amplitude der dritten Oberschwingung etwa 0,2V.

3. Die Beziehung zwischen Signalbandbreite und Anstiegszeit ist: BW=0.35/RT RT. Zum Beispiel, wenn die Anstiegszeit 1NS ist, ist die Bandbreite 350MHZ. Wenn die Bandbreite der Verbindungsleitung 3GHZ ist, beträgt die kürzeste Anstiegszeit, die sie übertragen kann, etwa 0.1NS.

4. Wenn die Anstiegszeit nicht bekannt ist, kann davon ausgegangen werden, dass die Signalbandbreite ungefähr das 5-fache der Taktfrequenz beträgt.

5. Die Resonanzfrequenz des LC-Schaltkreises ist 5GHZ/sqrt (LC), die Einheit von L ist NH, und die Einheit von C ist PF.

6. In 400MHZ kann axialer Stiftwiderstand als idealer Widerstand angesehen werden; In 2GHZ kann SMT003 Widerstand als idealer Widerstand angesehen werden.

7. Die ESL des axialen Bleiwiderstands (Bleiwiderstand) ist etwa 8NH, und die ESL des SMT-Widerstands ist etwa 1.5NH.

8. Der Widerstand pro Einheitslänge des nahen Bonddrahtes mit einem Durchmesser von 1MIL beträgt etwa 1 ohm/IN.

9. Der Durchmesser des Drahtes 24AWG ist ungefähr 20MIL, und der Widerstand ist etwa 25 milliohms/FT.

10. Der Blattwiderstand der 1-Unze-Fasslinie beträgt etwa 0.5 Milliohms pro Quadrat.

11. Bei 10MHZ beginnen eine Unze Kupferlinien einen Hauteffekt zu haben.

12. Die Kapazität einer 1IN kugelförmigen Oberfläche beträgt etwa 2PF.

13. Ein Paar paralleler Platten in der Größe einer Münze. Wenn Luft zwischen den Platten gefüllt wird, beträgt die Kapazität zwischen ihnen etwa 1PF.

Wenn der Abstand zwischen den Kondensator-Messplatten gleich der Breite der Platte ist, ist die von der Kante erzeugte Kapazität gleich der Kapazität, die durch die Parallelplatte gebildet wird. Zum Beispiel, wenn die parallele Plattenkapazität einer Mikrostreifenleitung mit einer Linienbreite von 10MIL und einer dielektrischen Dicke von 10MIL geschätzt wird, ist der geschätzte Wert 1PF/IN, aber die tatsächliche Kapazität ist etwa doppelt so hoch wie oben, das heißt 2PF/IN.

15. Wenn Sie nichts über die Eigenschaften des Materials wissen, sondern nur wissen, dass es ein organischer Isolator ist, wird davon ausgegangen, dass seine Dielektrizitätskonstante etwa 4 beträgt.

16. Für einen Chip mit einer Leistung von 1W kann der Entkopplungskondensator (F) Ladung bereitstellen, um den Spannungsabfall weniger als 5% für die Zeit (S) C/2 zu machen.

17.In einer typischen Leiterplattenuhr, wenn die dielektrische Dicke 10MIL ist, ist die Kopplungskapazität zwischen der Stromversorgung und der Masseebene 100PF/IN Quadrat, und sie ist umgekehrt proportional zur dielektrischen Dicke.

18. Wenn die dielektrische Massenkonstante der 50-ohm-Mikrostreifenlinie 4 ist, dann ist ihre effektive dielektrische Konstante 3.

19. Die lokale Induktivität eines runden Drahtes mit einem Durchmesser von 1MIL beträgt etwa 25NH/IN oder 1NH/MM.

20. Eine toroidale Spule mit einem Durchmesser von 1IN besteht aus einer 10MIL dicken Linie. Seine Größe entspricht der eines Daumens und eines Zeigefingers, und seine Schleifeninduktivität beträgt etwa 85NH.

21. Die Induktivität pro Längeneinheit eines Rings mit einem Durchmesser von 1IN beträgt etwa 25NH/IN oder 1NH/MM. Zum Beispiel, wenn die Paketleitung Teil eines Schleifendrahts ist und die Länge 0,5IN ist, ist seine Induktivität etwa 12NH.

Wenn der Mittelabstand eines Paares von Rundstäben kleiner als 10% ihrer jeweiligen Längen ist, beträgt die lokale gegenseitige Induktivität etwa 50% ihrer jeweiligen lokalen gegenseitigen Induktivitäten.

23. Wenn der Mittelabstand eines Paares von Rundstäben gleich ihrer eigenen Länge ist, ist die lokale gegenseitige Induktivität zwischen ihnen kleiner als 10% ihrer jeweiligen lokalen gegenseitigen Induktivität.

24. Die Schleifeninduktivität von SMT-Kondensatoren (einschließlich Oberflächenverdrahtung, Durchkontaktierungen und des Kondensators selbst) beträgt etwa 2NH, und es erfordert viel Arbeit, um diesen Wert auf unter 1NH zu reduzieren.

25. Die Schleifeninduktivität pro Flächeneinheit auf dem Ebenenpaar beträgt 33PHx die dielektrische Dicke (MIL).

26. Je größer der Durchmesser des Durchgangs, desto geringer ist seine Diffusionsinduktivität. Eine diffuse Induktivität mit einem Durchmesser von 25MIL via beträgt ca. 50PH.

27. Wenn es eine Sandlochfläche gibt, wenn die freie Fläche 50% einnimmt, erhöht sie die Schleifeninduktivität zwischen den Ebenenpaaren um 25%.

28. Die Hauttiefe von Kupfer ist umgekehrt proportional zum Quadrat der Frequenz. Bei 1GHZ ist es 2UM. Daher bei 10MHZ ist die Haut von Kupfer 20UM.

29. In einer 50-Ohm-1-Unze-Kupferübertragungsleitung, wenn die Frequenz etwa höher als 50-MHz ist, ist die Schleifeninduktivität pro Einheitslänge eine Konstante. Dies zeigt, dass, wenn die Frequenz höher als 50MHZ ist, die charakteristische Impedanz eine Konstante ist.

30. Die Geschwindigkeit der Elektronen in Kupfer ist extrem langsam, entspricht der Geschwindigkeit einer Ameise, die 1CM/S ist.

31. Die Geschwindigkeit des Signals in der Luft beträgt etwa 12IN/NS. Die Signalgeschwindigkeit in den meisten Polymermaterialien beträgt etwa 6IN/NS.

32. In den meisten gewalzten Materialien ist die Linienverzögerung 1/V etwa 170PS/IN.

33. Die räumliche Ausdehnung des Signals ist gleich der Anstiegszeit X Geschwindigkeit, also RTx6IN/NS.

34. Die charakteristische Impedanz der Übertragungsleitung ist umgekehrt proportional zur Kapazität pro Längeneinheit.

35. In FR4 beträgt die Kapazität pro Einheitslänge aller 50-Ohm-Übertragungsleitungen etwa 3,3PF/IN.

36. In FR4 beträgt die Induktivität pro Einheitslänge aller 50-Ohm-Übertragungsleitungen etwa 8,3NH/IN.

37. Für die 50-ohm-Mikrostreifenlinie in FR4 beträgt die dielektrische Dicke etwa die Hälfte der Linienbreite.

38. Für die 50-Ohm-Streifenlinie in FR4 ist der Abstand zwischen den Ebenen doppelt so groß wie die Signallinienbreite.

39. In viel weniger als der Rücklaufzeit des Signals ist die Impedanz der Übertragungsleitung die charakteristische Impedanz. Zum Beispiel, wenn Sie eine 3IN 50-Ohm-Übertragungsleitung fahren, erleben alle Antriebsquellen mit einer kurzen Anstiegszeit und 1NS eine 50-Ohm-konstante Last während des Getriebes entlang der Leitung und der steigenden Übergangszeit.

40. Die Beziehung zwischen der Gesamtkapazität und der Zeitverzögerung eines Teils der Übertragungsleitung ist C=TD/Z0.

41. Die Beziehung zwischen der Gesamtschleifeninduktivität und der Zeitverzögerung eines Teils der Übertragungsleitung ist L=TDxZ0.

Wenn die Breite des Rücklaufweges in der 50-ohm-Mikrostreifenleitung gleich der Breite der Signalleitung ist, ist seine charakteristische Impedanz 20% höher als die charakteristische Impedanz, wenn der Rücklaufweg unendlich breit ist.

Wenn die Rücklaufbahnbreite in der 50-ohm-Mikrostreifenleitung mindestens das 3-fache der Signalleitungsbreite beträgt, ist die Abweichung ihrer charakteristischen Impedanz von der charakteristischen Impedanz, wenn der Rücklaufweg unendlich breit ist, kleiner als 1%.

44. Die Dicke der Verdrahtung kann die charakteristische Impedanz beeinflussen. Wenn die Dicke um 1MIL erhöht wird, wird die Impedanz um 2 Ohms reduziert.

45. Die Lötmaskendicke des festen Teils der Mikrostreifenlinie verringert die charakteristische Impedanz. Die Dicke wird um 1MIL zunehmen und die Impedanz um 2 Ohms abnehmen.

46. Um eine genaue Annäherung an die Klumpenschaltung zu erhalten, sind in der räumlichen Ausdehnung jeder Anstiegszeit mindestens 3,5 LC-Abschnitte erforderlich.

47. Die Bandbreite des einzelligen LC-Modells beträgt 0.1/TD.

48. Wenn die Übertragungsleitungsverzögerung kürzer als 20% der Signalanstiegszeit ist, besteht keine Notwendigkeit, die Übertragungsleitung zu beenden.

In einem 50-Ohm-System beträgt der Reflexionskoeffizient, der durch eine 5-Ohm-Impedanzänderung verursacht wird, 5%.

50. Halten Sie alle plötzlichen Veränderungen (IN) so kurz wie möglich als die Größe der Anstiegszeit (NS).

51. Die entfernte kapazitive Last erhöht die Anstiegszeit des Signals. 10-90 Anstiegszeit beträgt etwa (100xC)PS, wobei die Einheit von C PF ist.

52. Wenn die abrupte Kapazität kleiner als 0.004XRT ist, verursacht dies möglicherweise kein Problem.

53. Die Eckkapazität (Ff) einer 50-Ohm-Übertragungsleitung ist doppelt so groß wie die Leitungsbreite (MIL).

54. Kapazitive Mutation erhöht die 50% Punktverzögerung um etwa 0,5XZ0XC.

55. Wenn die abrupte Induktivität (NH) kleiner als das 10-fache der Anstiegszeit (NS) ist, tritt kein Problem auf.

56. Bei Signalen mit einer Anstiegszeit von weniger als 1NS kann der axiale Stiftwiderstand mit einer Schleifeninduktivität von ca. 10NH mehr reflektiertes Rauschen erzeugen. In diesem Fall kann es durch einen Chipwiderstand ersetzt werden.

57. Im 50-Ohm-System wird 4PF-Kondensator benötigt, um 10NH-Induktivität auszugleichen.

58. Bei 1GHZ ist der Widerstand von 1 Unze Kupferdraht etwa 15-mal seines Widerstands im DC-Zustand.

59. Bei 1GHZ ist die Dämpfung, die durch den Widerstand der breiten 8MIL-Linie erzeugt wird, äquivalent zur Dämpfung, die durch das dielektrische Material erzeugt wird, und die Dämpfung, die durch das dielektrische Material erzeugt wird, ändert sich mit der Frequenz schneller.

60. Für 3MIL oder breitere Leitungen tritt der verlustarme Zustand bei Frequenzen über 10MHZ auf. Im verlustarmen Zustand haben die charakteristische Impedanz und Signalgeschwindigkeit nichts mit Verlust und Frequenz zu tun. Es gibt kein Dispersionsphänomen, das durch Verlust der gemeinsamen Verbindungsebene verursacht wird.

61. Die -3DB-Dämpfung entspricht der Reduzierung der AusgangsSignalleistung auf 50% und der Ausgangsspannungsaumplitude auf 70%.

62. -20DB Dämpfung entspricht der Verringerung der AusgangsSignalleistung auf 1% und der Ausgangsspannungsaumplitude auf 10%.

63. Im Skin-Effekt-Zustand beträgt die Einheitslänge des Signalpfades und des Rücklaufpfades in Reihe ungefähr (8/W)Xsqrt(f) (wobei die Linienbreite W: MIL ist; die Frequenz ist F: GHZ).

64. In einer 50-Ohm-Übertragungsleitung beträgt die Dämpfung pro Einheitslänge, die vom Leiter erzeugt wird, etwa 36/(Wz0)DB/IN.

65. Der Dissipationsfaktor von FR4 ist ungefähr 0.02.

66. Bei 1GHZ ist die Dämpfung, die durch das dielektrische Material in FR4 erzeugt wird, ungefähr 0.1DB/IN, und sie steigt Liniear mit der Frequenz.

67. Für die 8MIL breite, 50-Ohm-Übertragungsleitung in FR4 ist der Leiterverlust gleich dem dielektrischen Materialverlust bei 1GHZ.

68. Begrenzt durch den Verlustfaktor, beträgt die Bandbreite der FR4-Verbindungsleitung (deren Länge LEN ist) ca. 30GHZ/LEN.

69. Die kürzeste Zeit, die die FR4-Verbindungsleitung ausbreiten kann, ist 10PS/INxLEN.

70. Wenn die Verbindungsleitungslänge (IN) größer als das 50-fache der Anstiegszeit (NS) ist, kann die Verschlechterung der ansteigenden Kante durch Verlust in der dielektrischen Leiterplatte FR4 nicht ignoriert werden.

In einem Paar von 50-Ohm-Mikrostreifen-Übertragungsleitungen, wenn der Leitungsabstand gleich der Leitungsbreite ist, macht die Kopplungskapazität zwischen den Signalleitungen etwa 5%.

Bei einem Paar von 50-Ohm-Mikrostreifen-Übertragungsleitungen, wenn der Leitungsabstand gleich der Leitungsbreite ist, macht die Kopplungsinduktivität zwischen den Signalleitungen etwa 15%.

73. Für die Anstiegszeit von 1NS ist die Sättigungslänge des Nahendrauschens in FR4 6IN, was proportional zur Anstiegszeit ist.

74. Die Lastkapazität einer Leitung ist konstant und hat nichts mit der Nähe anderer Leitungen in der Nähe zu tun.

Bei einer 50-Ohm-Mikrostreifenlinie, wenn der Zeilenabstand gleich der Linienbreite ist, beträgt das Nah-End-Übersprechen etwa 5%.

76. Bei einer 50-Ohm-Mikrostreifenlinie, wenn der Zeilenabstand doppelt so groß ist wie die Linienbreite, beträgt das Nah-End-Übersprechen etwa 2%.

77. Bei einer 50-Ohm-Mikrostreifenlinie, wenn der Zeilenabstand 3-mal die Linienbreite beträgt, beträgt das Nah-End-Übersprechen etwa 1%.

78. Bei einer 50-Ohm-Streifenlinie, wenn der Zeilenabstand gleich der Linienbreite ist, beträgt das Nah-End-Übersprechen etwa 6%.

79. Bei einer 50-Ohm-Streifenlinie, wenn der Zeilenabstand doppelt so groß ist wie die Linienbreite, beträgt das Nah-End-Übersprechen etwa 2%.

80. Bei einer 50-Ohm-Streifenlinie, wenn der Zeilenabstand 3-mal die Linienbreite beträgt, beträgt das Nah-End-Übersprechen etwa 0,5%.

81. In einem Paar von 50-Ohm-Mikrostreifen-Übertragungsleitungen, wenn der Abstand gleich der Linienbreite ist, ist das Fernrauschen 4%Xtd/rt. Wenn die Linienverzögerung 1ns und die Anstiegszeit 0.5ns ist, beträgt das Fernrauschen 8%.

82. In einem Paar von 50-Ohm-Mikrostreifen-Übertragungsleitungen, wenn der Abstand doppelt so groß ist wie die Linienbreite, ist das Fernrauschen 2%Xtd/rt. Wenn die Linienverzögerung 1ns und die Anstiegszeit 0.5ns ist, beträgt das Fernrauschen 4%.

83. In einem Paar von 50-Ohm-Mikrostreifen-Übertragungsleitungen, wenn der Abstand 3-mal die Leitungsbreite ist, ist das Fernrauschen 1,5% Xtd/rt. Wenn die Linienverzögerung 1ns und die Anstiegszeit 0.5ns ist, beträgt das Fernrauschen 4%.

84. Es gibt kein Fernrauschen auf der Stripline oder vollständig eingebetteten Microstrip-Linie.

85. In einem 50-Ohm-Bus, ob es sich um eine Streifenleitung oder eine Mikrostreifenleitung handelt, muss der Linienabstand größer sein als die doppelte Linienbreite, um das Fernrauschen im schwangeren Fall weniger als 5%, zu machen.

86. In einem 50-Ohm-Bus, wenn der Abstand zwischen den Linien gleich der Linienbreite ist, kommt 75% der Interferenz auf der Opferleitung von den beiden benachbarten Linien auf beiden Seiten der Opferleitung.

87. In einem 50-Ohm-Bus, wenn der Abstand zwischen den Linien gleich der Linienbreite ist, kommt 95% der Interferenz auf der Opferleitung von zwei Linien auf jeder Seite der Opferleitung, die einander am nächsten sind.

88. In einem 50-Ohm-Bus, wenn der Abstand zwischen den Linien die doppelte Linienbreite beträgt, kommt 100% der Interferenz auf der Opferleitung von den beiden benachbarten Linien auf beiden Seiten der Opferleitung. Dadurch wird die Kopplung mit allen anderen Leitungen im Bus ignoriert.

Erhöhen Sie bei Oberflächenverdrahtung den Abstand zwischen benachbarten Signalleitungen, um eine Schutzverdrahtung hinzuzufügen, Übersprechen wird oft auf ein akzeptables Niveau reduziert, und es ist nicht notwendig, die Schutzverdrahtung zu erhöhen. Durch Hinzufügen von Schutzverdrahtungen mit Kurzschlussklemmen kann Übersprechen auf 50%.

90. Für die Streifenleitung kann die Verwendung einer Schutzleitung das Übersprechen auf 10% reduzieren, wenn die Schutzleitung nicht verwendet wird.

91. Um das Schaltrauschen auf einem akzeptablen Niveau zu halten, muss die gegenseitige Induktivität kleiner als 2,5nhx Anstiegszeit (ns) sein.

92. Für Steckverbinder oder Pakete, die durch Schaltrauschen begrenzt sind, beträgt die maximal nutzbare Taktfrequenz 250MHZ/((NxLm)). Unter ihnen ist Lm die gegenseitige Induktivität zwischen dem Signal/Rückweg-Paar (nh) und N die Anzahl der gleichzeitig geöffneten Museen.

93. Im LVDS-Signal ist die GleichtaktSignalkomponente mehr als das 2-fache der DifferenzSignalkomponente.

94. Wenn es keine Kopplung gibt, ist die Differenzimpedanz des Differenzpaares doppelt so groß wie die Impedanz einer einseitigen Leitung.

Bei einem Paar 50-Ohm-Mikrostreifenleitungen ist die einseitige Kennimpedanz der anderen Folgeleitung völlig unabhängig vom Abstand zwischen benachbarten Leitungen, solange die Spannung einer Folgeleitung hoch oder niedrig bleibt.

In einer dicht gekoppelten differentiellen Mikrostreifenlinie, verglichen mit der Kopplung, wenn die Linienbreite gleich dem Linienabstand ist, wenn die Linien ohne Kopplung weit voneinander entfernt sind, wird die differentielle Kennimpedanz nur um etwa 10%.

97. Bei breitseitig gekoppelten Differenzialpaaren sollte der Abstand zwischen den Linien mindestens größer als die Linienbreite sein. Damit soll eine Impedanz von bis zu 100 Ohm erreicht werden.

98. Die FCC-Klasse B-Anforderung ist, dass bei 100MHZ die Fernfeldintensität bei 3M kleiner als 150UV/M sein sollte.

Angrenzende einseitige Angriffs-Sekundärleitungen erzeugen 30% weniger differentielles Signal-Übersprechen auf einem stark gekoppelten Differentialpaar als auf einem schwach gekoppelten Differentialpaar.

Das GleichtaktSignal-Übersprechen, das durch die benachbarte einseitige Angriffs-Sekundärlinie auf das stark gekoppelte Differentialpaar erzeugt wird, beträgt 30% mehr als das auf das schwach gekoppelte Differentialpaar.