40年老工程师总结：信号完整性100条经验法则

25、 平面对上单位面积的回路电感是33PHx 介质厚度(MIL)。
 
26、 过孔的直径越大，它的扩散电感就越低。一个直径为25MIL 过孔的扩散电感约为50PH。
 
27、 如果有一个出沙孔区域，当空闲面积占到50%时，将会使平面对间的回路电感增加25%。
 
28、 铜的趋肤深度与频率的平方跟成反比。1GHZ 时，其为2UM。所以，10MHZ 时，铜的趋肤是20UM。
 
29、 在50 欧姆的1 盎司铜传输线中，当频率约高于50MHZ 时，单位长度回路电感为一常数。这说明在频率高于50MHZ 时，特性阻抗时一常数。
 
30、 铜中电子的速度极慢，相当于蚂蚁的速度，也就是1CM/S。
 
31、 信号在空气中的速度约是12IN/NS。大多数聚合材料中的信号速度约为6IN/NS。
 
32、 大多数辗压材料中，线延迟1/V 约是170PS/IN。
 
33、 信号的空间延伸等于上升时间X 速度，即RTx6IN/NS。
 
34、 传输线的特性阻抗与单位长度电容成反比。
 
35、 FR4 中，所有50 欧姆传输线的单位长度电容约为3.3PF/IN。
 
36、 FR4 中，所有50 欧姆传输线的单位长度电感约为8.3NH/IN。
 
37、 对于FR4 中的50 欧姆微带线，其介质厚度约是线宽的一半。
 
38、 对于FR4 中的50 欧姆带状线，其平面间的间隔时信号线线宽的2倍。
 
39、 在远小于信号的返回时间之内，传输线的阻抗就是特性阻抗。例如，当驱动一段3IN 长的50 欧姆传输线时，所有上升时间短与1NS 的驱动源在沿线传输并发生上升跳变时间内感受到的就是50 欧姆恒定负载。
 
40、 一段传输线的总电容和时延的关系为C=TD/Z0。

41、 一段传输线的总回路电感和时延的关系为L=TDxZ0。
 
42、 如果50 欧姆微带线中的返回路径宽度与信号线宽相等，则其特性阻抗比返回路径无限宽时的特性阻抗高20%。
 
43、 如果50 欧姆微带线中的返回路径宽度至少时信号线宽的3 倍，则其特性阻抗与返回路径无限宽时的特性阻抗的偏差小于1%。
 
44、 布线的厚度可以影响特性阻抗，厚度增加1MIL,阻抗就减少2欧姆。
 
45、 微带线定部的阻焊厚度会使特性阻抗减小，厚度增加1MIL,阻抗减少2欧姆。
 
46、 为了得到精确的集总电路近似，在每个上升时间的空间延伸里至少需要有3.5 个LC 节。
 
47、 单节LC 模型的带宽是0.1/TD。
 
48、 如果传输线时延比信号上升时间的20%短，就不需要对传输线进行端接。
 
49、 在50 欧姆系统中，5 欧姆的阻抗变化引起的反射系数是5%。
 
50、 保持所有的突变(IN)尽量短于上升时间(NS)的量值。
 
 51、 远端容性负载会增加信号的上升时间。10-90 上升时间约是(100xC)PS,其中C 的单位是PF。
 
52、 如果突变的电容小于0.004XRT,则可能不会产生问题。
 
53、 50 欧姆传输线中拐角的电容(Ff)是线宽(MIL)的2 倍。
 
54、 容性突变会使50%点的时延约增加0.5XZ0XC。
 
55、 如果突变的电感(NH)小于上升时间(NS)的10 倍，则不会产生问题。
 
56、 对上升时间少于1NS 的信号，回路电感约为10NH 的轴向引脚电阻可能会产生较多的反射噪声，这时可换成片式电阻。
 
57、 在50 欧姆系统中，需要用4PF 电容来补偿10NH 的电感。
 
58、 1GHZ 时，1 盎司铜线的电阻约是其在DC 状态下电阻的15 倍。
 
59、 1GHZ 时，8MIL 宽的线条的电阻产生的衰减与介质此材料产生的衰减相当，并且介质材料产生的衰减随着频率变化得更快。
 
60、 对于3MIL或更宽的线条而言，低损耗状态全是发生在10MHZ频率以上。在低损耗状态时，特性阻抗以及信号速度与损耗和频率无关。在常见的级互连中不存在由损耗引起的色散现象。
 
61、 -3DB 衰减相当于初始信号功率减小到50%，初始电压幅度减小到70%。
 
62、 -20DB 衰减相当于初始信号功率减小到1%，初始电压幅度减小到10%。
 
63、 当处于趋肤效应状态时，信号路径与返回路径的单位长度串联约是(8/W)Xsqrt(f)(其中线宽W:MIL;频率F:GHZ)。
 
64、 50 欧姆的传输线中，由导体产生的单位长度衰减约是36/(Wz0)DB/IN。
 
65、 FR4 的耗散因子约是0.02。