PCB Tecnico - Sintesi dell'ingegnere: Articoli sintonizzati di esperienza di progettazione dell'integrità del segnale

1. Il tempo di aumento del segnale è circa il 10% del ciclo dell'orologio, cioè, 1/10x1/Fclock. Ad esempio, il tempo di salita in 100MHZ è di circa 1NS.

2. L'ampiezza dell'armonica Nth dell'onda quadrata ideale è di circa 2/(N pie) volte il valore laterale della tensione dell'orologio. Ad esempio, l'ampiezza della prima armonica di un segnale di clock 1V è di circa 0.6V e l'ampiezza della terza armonica è di circa 0.2V.

3. La relazione tra larghezza di banda del segnale e tempo di aumento è: BW=0.35/RT. Ad esempio, se il tempo di aumento è 1NS, la larghezza di banda è 350MHZ. Se la larghezza di banda della linea di interconnessione è 3GHZ, il tempo di aumento più breve che può trasmettere è di circa 0.1NS.

4. Se il tempo di aumento non è noto, si può considerare che la larghezza di banda del segnale è circa 5 volte la frequenza dell'orologio.

5. la frequenza di risonanza del circuito di LC è 5GHZ/sqrt (LC), l'unità di L è NH e l'unità di C è PF.

6. in 400MHZ, la resistenza assiale del perno può essere considerata come resistenza ideale; In 2GHZ, la resistenza SMT0603 può essere considerata come resistenza ideale.

7. L'ESL della resistenza assiale al piombo (resistenza al piombo) è di circa 8NH e l'ESL della resistenza SMT è di circa 1.5NH.

8. La resistenza per unità di lunghezza del filo di legame vicino con un diametro di 1MIL è di circa 1 ohm / IN.

9. il diametro del filo 24AWG è di circa 20MIL e la resistività è di circa 25 milliohms/FT.

10. La resistività dello strato della linea del barilotto da 1 oncia è di circa 0,5 milliohm per quadrato.

11. A 10MHZ, 1 oncia di linee di rame iniziano ad avere un effetto della pelle.

12. La capacità di una superficie sferica 1IN è di circa 2PF.

13. Una coppia di piastre parallele delle dimensioni di una moneta. Quando l'aria è riempita tra le piastre, la capacità tra di loro è di circa 1PF.

14. Quando la distanza tra le piastre di misura del condensatore è uguale alla larghezza della piastra, la capacità generata dal bordo è uguale alla capacità formata dalla piastra parallela. Ad esempio, quando si stima la capacità della piastra parallela di una linea di microtrip con una larghezza di linea di 10MIL e uno spessore dielettrico di 10MIL, il valore stimato è 1PF/IN, ma la capacità effettiva è circa il doppio di quanto sopra, cioè 2PF/IN.

15. Se non sai nulla delle proprietà del materiale, ma sai solo che è un isolante organico, si considera che la sua costante dielettrica è di circa 4.

16. Per un chip con una potenza di 1W, il condensatore di disaccoppiamento (F) può fornire la carica per rendere la caduta di tensione inferiore al 5% per il tempo (S) è C/2.

17. in un tipico orologio del circuito stampato, quando lo spessore dielettrico è 10MIL, la capacità di accoppiamento tra l'alimentazione elettrica e il piano di terra è 100PF / IN quadrato ed è inversamente proporzionale allo spessore dielettrico.

18. Se la costante dielettrica di massa della linea microstrip 50 ohm è 4, allora la sua costante dielettrica effettiva è 3.

19. L'induttanza locale di un filo rotondo con un diametro di 1MIL è circa 25NH/IN o 1NH/MM.

20. Una bobina toroidale con un diametro di 1IN è fatta da una linea spessa 10MIL. La sua dimensione è equivalente a quella di un pollice e un indice racchiusi insieme, e la sua induttanza del ciclo è di circa 85NH.

21. L'induttanza per unità di lunghezza di un anello con un diametro di 1IN è circa 25NH/IN o 1NH/MM. Ad esempio, se il cavo del pacchetto è parte di un filo di loop e la lunghezza è 0.5IN, la sua induttanza è circa 12NH.

22. Quando la distanza centrale di una coppia di barre rotonde è inferiore al 10% delle rispettive lunghezze, l'induttanza reciproca locale è circa il 50% delle rispettive induttanze reciproche locali.

23. Quando la distanza centrale di una coppia di barre rotonde è uguale alla loro lunghezza, l'induttanza reciproca locale tra di loro è inferiore al 10% della loro rispettiva induttanza reciproca locale.

24. L'induttanza del ciclo dei condensatori SMT (compreso il cablaggio superficiale, vias e il condensatore stesso) è di circa 2NH e ci vuole un sacco di lavoro per ridurre questo valore al di sotto di 1NH.

25. L'induttanza del ciclo per unità di area sulla coppia piana è 33PHx lo spessore dielettrico (MIL).

26. Più grande è il diametro della via, minore è la sua induttanza di diffusione. Un'induttanza diffusa con un diametro di 25MIL via è di circa 50PH.

27. Se c'è un'area del foro di sabbia, quando l'area libera occupa il 50%, aumenterà l'induttanza del ciclo tra le coppie del piano del 25%.

28. La profondità della pelle del rame è inversamente proporzionale al quadrato della frequenza. A 1GHZ, è 2UM. Pertanto, a 10MHZ, la pelle del rame è 20UM.

29. In una linea di trasmissione di rame da 50 ohm 1 oncia, quando la frequenza è circa superiore a 50 MHz, l'induttanza del ciclo per unità di lunghezza è una costante. Ciò mostra che quando la frequenza è superiore a 50MHZ, l'impedenza caratteristica è una costante.

30. La velocità degli elettroni in rame è estremamente lenta, equivalente alla velocità di una formica, che è 1CM/S.

31. La velocità del segnale nell'aria è di circa 12IN/NS. La velocità del segnale nella maggior parte dei materiali polimerici è di circa 6IN/NS.

32. Nella maggior parte dei materiali laminati, il ritardo di linea 1/V è di circa 170PS/IN.

33. L'estensione spaziale del segnale è uguale al tempo di salita X velocità, cioè RTx6IN/NS.

34. L'impedenza caratteristica della linea di trasmissione è inversamente proporzionale alla capacità per unità di lunghezza.

35. In FR4, la capacità per unità di lunghezza di tutte le linee di trasmissione 50 ohm è di circa 3.3PF/IN.

36. In FR4, l'induttanza per unità di lunghezza di tutte le linee di trasmissione 50 ohm è circa 8.3NH / IN.

37. Per la linea microstrip da 50 ohm in FR4, lo spessore dielettrico è circa la metà della larghezza della linea.

38. Per la striscia di 50 ohm in FR4, la distanza tra i piani è doppia rispetto alla larghezza della linea di segnale.

39. In molto meno del tempo di ritorno del segnale, l'impedenza della linea di trasmissione è l'impedenza caratteristica. Ad esempio, quando si guida una linea di trasmissione 3IN 50 ohm, tutte le sorgenti di azionamento con un breve tempo di salita e 1NS sperimenteranno un carico costante di 50 ohm durante la trasmissione lungo la linea e il tempo di transizione crescente.

40. La relazione tra la capacità totale e il ritardo temporale di una sezione della linea di trasmissione è C=TD/Z0.

41. La relazione tra l'induttanza totale del ciclo e il ritardo temporale di una sezione della linea di trasmissione è L=TDxZ0.

42. Se la larghezza del percorso di ritorno nella linea di microscatto da 50 ohm è uguale alla larghezza della linea di segnale, la sua impedenza caratteristica è superiore del 20% all'impedenza caratteristica quando il percorso di ritorno è infinitamente largo.

43. Se la larghezza del percorso di ritorno nella linea di microscatto da 50 ohm è almeno 3 volte la larghezza della linea del segnale, la deviazione della sua impedenza caratteristica dall'impedenza caratteristica quando il percorso di ritorno è infinitamente largo è inferiore all'1%.

44. Lo spessore del cablaggio può influenzare l'impedenza caratteristica. Quando lo spessore è aumentato di 1MIL, l'impedenza sarà ridotta di 2 ohm.

45. Lo spessore della maschera di saldatura della parte fissa della linea microstrip ridurrà l'impedenza caratteristica. Lo spessore aumenterà di 1MIL e l'impedenza diminuirà di 2 ohm.

46. Per ottenere un'approssimazione accurata del circuito nodulo, sono necessarie almeno 3,5 sezioni LC nell'estensione spaziale di ogni tempo di salita.

47. La larghezza di banda del modello LC monocellulare è 0.1/TD.

48. Se il ritardo della linea di trasmissione è inferiore al 20% del tempo di aumento del segnale, non è necessario terminare la linea di trasmissione.

49. In un sistema di 50 ohm, il coefficiente di riflessione causato da un cambiamento di impedenza di 5 ohm è del 5%.

50. Mantenere tutti i cambiamenti improvvisi (IN) il più breve possibile della magnitudine del tempo di salita (NS).

51. Il carico capacitivo remoto aumenterà il tempo di salita del segnale. 10-90 tempo di aumento è di circa (100xC) PS, dove l'unità di C è PF.

52. Se la capacità improvvisa è inferiore a 0.004XRT, potrebbe non causare un problema.

53. La capacità angolare (Ff) di una linea di trasmissione da 50 ohm è il doppio della larghezza della linea (MIL).

54. La mutazione capacitiva aumenterà il ritardo del punto del 50% di circa 0.5XZ0XC.

55. Se l'induttanza improvvisa (NH) è inferiore a 10 volte il tempo di salita (NS), nessun problema si verificherà.

56. Per i segnali con un tempo di salita inferiore a 1NS, la resistenza assiale del perno con un'induttanza del ciclo di circa 10NH può produrre più rumore riflesso. In questo caso, può essere sostituito con una resistenza a chip.

57. Nel sistema di 50 ohm, il condensatore 4PF è necessario per compensare l'induttanza 10NH.

58. A 1GHZ, la resistenza di 1 oncia di filo di rame è circa 15 volte la sua resistenza nello stato DC.

59. A 1GHZ, l'attenuazione prodotta dalla resistenza della linea larga 8MIL è equivalente all'attenuazione prodotta dal materiale dielettrico e l'attenuazione prodotta dal materiale dielettrico cambia più velocemente con la frequenza.

60. Per le linee 3MIL o più ampie, lo stato di bassa perdita si verifica tutte a frequenze superiori a 10MHZ. Nello stato di perdita bassa, l'impedenza caratteristica e la velocità del segnale non hanno nulla a che fare con la perdita e la frequenza. Non esiste un fenomeno di dispersione causato dalla perdita dell'interconnessione a livello comune.

61. L'attenuazione -3DB è equivalente a ridurre la potenza iniziale del segnale al 50% e l'ampiezza iniziale della tensione al 70%.

62. -L'attenuazione 20DB equivale a ridurre la potenza del segnale iniziale all'1% e l'ampiezza della tensione iniziale al 10%.

63. Quando nello stato effetto pelle, la lunghezza unitaria del percorso del segnale e del percorso di ritorno in serie è approssimativamente (8/W)Xsqrt(f) (dove la larghezza della linea è W: MIL; la frequenza è F: GHZ).

64. In una linea di trasmissione da 50 ohm, l'attenuazione per unità di lunghezza prodotta dal conduttore è di circa 36/(Wz0)DB/IN.

65. Il fattore di dissipazione di FR4 è circa 0,02.

66. A 1GHZ, l'attenuazione prodotta dal materiale dielettrico in FR4 è di circa 0.1DB/IN e aumenta linearmente con la frequenza.

67. per la linea di trasmissione larga 8MIL, 50 ohm in FR4, la perdita del conduttore è uguale alla perdita di materiale dielettrico a 1GHZ.

68. Limitata dal fattore di perdita, la larghezza di banda della linea di interconnessione FR4 (la cui lunghezza è LEN) è di circa 30GHZ/LEN.

69. Il tempo più breve che la linea di interconnessione FR4 può propagarsi è 10PS/INxLEN.

70. Se la lunghezza della linea di interconnessione (IN) è superiore a 50 volte il tempo di salita (NS), non può essere ignorata la degradazione del bordo ascendente causata dalla perdita nella scheda dielettrica FR4.

71. In una coppia di linee di trasmissione microtrip da 50 ohm, quando la distanza tra le linee è uguale alla larghezza della linea, la capacità di accoppiamento tra le linee di segnale rappresenta circa il 5%.

72. In una coppia di linee di trasmissione microtrip da 50 ohm, quando la distanza tra le linee è uguale alla larghezza della linea, l'induttanza di accoppiamento tra le linee di segnale rappresenta circa il 15%.

73. Per il tempo di salita di 1NS, la lunghezza di saturazione del rumore vicino-end in FR4 è 6IN, che è proporzionale al tempo di salita.

74. La capacità di carico di una linea è una costante e non ha nulla a che fare con la vicinanza di altre linee vicine.

75. Per una linea microtrip da 50 ohm, quando la spaziatura è uguale alla larghezza della linea, la crosstalk near-end è di circa il 5%.

76. Per una linea microtrip da 50 ohm, quando la spaziatura è doppia rispetto alla larghezza della linea, la crosstalk near-end è di circa il 2%.

77. Per una linea microtrip da 50 ohm, quando la spaziatura è 3 volte la larghezza della linea, la crosstalk near-end è di circa l'1%.

78. Per una striscia di 50 ohm, quando la spaziatura è uguale alla larghezza della linea, la traversa vicina è di circa il 6%.

79. Per una striscia di 50 ohm, quando la spaziatura è doppia rispetto alla larghezza della linea, la traversa vicina è di circa il 2%.

80. Per una striscia di 50 ohm, quando la spaziatura è 3 volte la larghezza della linea, la traversa vicina è di circa 0,5%.

81. In una coppia di linee di trasmissione microtrip da 50 ohm, quando la spaziatura è uguale alla larghezza della linea, il rumore di fine lontano è 4%Xtd/rt. Se il ritardo della linea è 1ns e il tempo di salita è 0,5ns, il rumore di fine lontano è 8%.

82. In una coppia di linee di trasmissione microtrip da 50 ohm, quando la distanza è doppia rispetto alla larghezza della linea, il rumore di fine lontano è 2%Xtd/rt. Se il ritardo della linea è 1ns e il tempo di salita è 0,5ns, il rumore di fine lontano è 4%.

83. In una coppia di linee di trasmissione microtrip da 50 ohm, quando la distanza è 3 volte la larghezza della linea, il rumore di fine lontano è 1,5% Xtd/rt. Se il ritardo della linea è 1ns e il tempo di salita è 0,5ns, il rumore di fine lontano è 4%.

84. Non c'è rumore di fine lontano sulla stripline o sulla linea microstrip completamente incorporata.

85. In un bus da 50 ohm, che si tratti di una linea a strisce o di una linea a microstrappo, per rendere il rumore di estremità lontana nel caso più gravido inferiore al 5%, la distanza tra le linee deve essere superiore al doppio della larghezza della linea.

86. In un bus da 50 ohm, quando la distanza tra le linee è uguale alla larghezza della linea, il 75% dell'interferenza sulla linea vittima proviene dalle due linee adiacenti su entrambi i lati della linea vittima.

87. In un bus da 50 ohm, quando la distanza tra le linee è uguale alla larghezza della linea, il 95% dell'interferenza sulla linea vittima proviene da due linee su ciascun lato della linea vittima che sono più vicine l'una all'altra.

88. In un bus da 50 ohm, quando la distanza tra le linee è doppia rispetto alla larghezza della linea, il 100% dell'interferenza sulla linea vittima proviene dalle due linee adiacenti su entrambi i lati della linea vittima. Questo è per ignorare l'accoppiamento con tutte le altre linee del bus.

89. Per il cablaggio di superficie, aumentare la distanza tra le linee di segnale adiacenti per essere sufficiente per aggiungere un cablaggio protettivo, crosstalk sarà spesso ridotto a un livello accettabile e non è necessario aumentare il cablaggio protettivo. L'aggiunta di cavi protettivi con terminali di cortocircuito può ridurre la crosstalk al 50%.

90. Per la linea di striscia, l'uso di una linea di protezione può ridurre la traversa al 10% di quella quando la linea di protezione non viene utilizzata.

91. Al fine di mantenere il rumore di commutazione ad un livello accettabile, l'induttanza reciproca deve essere inferiore a 2,5 nhx tempo di aumento (ns).

92. Per connettori o pacchetti limitati dal rumore di commutazione, la frequenza massima utilizzabile dell'orologio è 250MHZ/(NxLm). Tra questi, Lm è l'induttanza reciproca tra la coppia segnale/percorso di ritorno (nh), e N è il numero di musei aperti contemporaneamente.

93. Nel segnale LVDS, la componente del segnale di modo comune è più di 2 volte quella del componente del segnale differenziale.

94. Se non c'è accoppiamento, l'impedenza differenziale della coppia differenziale è doppia rispetto a qualsiasi linea singola.

95. Per una coppia di linee microstrip da 50 ohm, fintanto che la tensione di una linea di follower rimane alta o bassa, l'impedenza caratteristica monoterminale dell'altra linea di follower è completamente indipendente dalla distanza tra le linee adiacenti.

96. In una linea di microscatto differenziale strettamente accoppiata, rispetto all'accoppiamento quando la larghezza della linea è uguale alla spaziatura della linea, quando le linee sono lontane tra loro senza accoppiamento, l'impedenza caratteristica differenziale sarà ridotta solo di circa il 10%.

97. Per le coppie differenziali accoppiate lato largo, la distanza tra le linee deve essere almeno maggiore della larghezza della linea. Lo scopo di questo è quello di ottenere un'impedenza fino a 100 ohm.

98. Il requisito FCC Classe B è che a 100MHZ, l'intensità del campo lontano a 3M dovrebbe essere inferiore a 150UV/M.

99. Le linee secondarie d'attacco adiacenti ad un'estremità singola producono il 30% in meno di segnale differenziale crosstalk su una coppia differenziale fortemente accoppiata rispetto a una coppia differenziale debolmente accoppiata.

100. Il crosstalk del segnale di modalità comune generato dalla linea secondaria di attacco adiacente monoterminale sulla coppia differenziale fortemente accoppiata è del 30% in più di quello sulla coppia differenziale debolmente accoppiata.