Impedance Calculator | Sierra Circuits
這是一家美國PCB廠商推出的線上特性阻抗計算器，可以用來計算PCB傳輸線的特性阻抗，而且完全免費，頂多有些功能要先註冊帳號而已
先提醒一下，以下圖片點擊後可放大
為了驗證此工具的正確性，我先用知名的CITS Polar來計算CPW傳輸線阻抗
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以下尺寸單位皆為mil
板厚：46.75
綠漆(Solder Mask)厚度：1.4
線寬：11(上), 11.5(下)
銅厚：1
傳輸線與兩側Ground的間隔：3.7
介電系數：4.3
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CITS Polar計算如下圖，阻抗為50.15 Ohm
將相同參數輸入Sierra Circuits的網頁，則結果為51.49 Ohm
每家廠商的計算方式可能有所不同，這樣的差距算是很小，證明Sierra Circuits的計算結果是可信任的
TRP (Total Radiated Power)的計算方式與EIRP有些相似，不過TRP是用天線效率計算，EIRP則是用天線增益
公式如下
TRP = P * Antenna Efficiency
TRP單位是W
P代表發射器的輸出功率，單位也是W
若有一台訊號產生器的最大輸出功率是0.8 W，今日將此儀器接上效率60%的天線，則TRP = 0.8 * 60% = 0.48 W
此公式也可用dBm與dB來計算
若訊號產生器的最大輸出功率是0.8 W，將此儀器接上效率60%的天線
0.8 W = 10*log(800mW) = 29 dBm
60% = 10*log(0.6) = -2.2
因此TIS = 29 - 2.2 = 26.8 dBm
需注意這只是估算方式，與實際測量值會有落差
參考資料
Guard Trace是一種用以防止兩條訊號線干擾（Cross Talk）的設計，簡單來說如下圖，在兩條訊號線之間增加一個接地線。
某些資料說在Guard Trace頭尾接地即可產生防止Cross Talk的效果，實際上不一定有效。
參考資料[1]與[2]是美國知名RF工程師Eric Bogatin做的研究，實際測量結果指出若是Microstrip，則Guard Trace效果不佳。
根據參考來源[3]與[4]，在Guard Trace上加上多個Ground Via，才能有效降低Cross Talk。
如下圖為來源[3]的設計。
參考資料
[1] Guard Traces: Love Them or Leave Them?
[2] Dramatic Noise Reduction using Guard Traces with Optimized Shorting Vias
[3] Guard Traces
[4] To Pour or Not To Pour | Copper Pour in PCB Design
Does Using Guard Traces Really Reduce Crosstalk?
Guard Traces & Crosstalk | A Follow-up
先提醒您，點擊圖片可放大
20-H rule以一個常見的經驗法則。假設電源層與地層（Ground Layer）之間的距離為H，則電源層內縮至少20H可減少輻射，如下圖所示。[1]
然而，已經有論文研究證明20-H rule沒有效果。
參考資料[2]的論文使用3層板做實驗，上層與下層是Ground，中心層是電源。下圖是實驗結果，虛線代表有使用20-H rule的PCB輻射，實線代表沒有用20-H rule的PCB輻射。
由下圖可知輻射量幾乎一樣，20-H rule無法減少輻射。
除此之外，根據參考資料[3]的實驗，有時使用20-H rule的PCB電場反而更強。如下圖所示。
在目前工作上，我與我的同事皆沒有遵守20-H rule（他們甚至沒聽過這種規定，即使較資深的也是如此），但我們的產品並未因此出問題。我也看過晶片大廠的HDK（公版），他們的設計也沒有遵守20-H rule。
所以我個人認為這種過時的經驗法則可以淘汰掉了。
若20-H rule無效，那什麼樣的設計才是有效的？
根據參考資料[2]，在PCB邊緣增加多個Ground Via可降低輻射，實驗結果如下圖，Ground Via越多越好。
這種設計常被稱為Stitching Via，如下圖
除此之外，參考資料[4]指出除了用Stitching Via，再用金屬完全包覆PCB的側邊效果會更好（如下圖），但明顯增加不少成本，所以我從未見過有人這樣設計。
參考資料
[1]：Hi3516A开发--PCB设计之3W规则和20H原则
[3]：20-H Rule Modeling and Measurements
[4]：Electromagnetic Radiation on PCB edges: 20H Rule and Via Stitching
High-Speed PCB Design: Just How Fast Is Fast?
RF的高頻訊號走線由於必須維持其特性阻抗（ 通常是50 Ohm），所以最好不要讓RF走線換層。但受限於PCB的設計，有時不得不用Via來切換RF走線層
如果需要用RF Singal Via切換走線層，則必須要在RF Singal Via旁邊加幾個Ground Via，如下圖。
圖片來源：https://www.edn.com/designing-controlled-impedance-vias/
上圖為四層板，紅色的是RF signal trace，位於Top與Bottom，中間兩層藍色的是Ground Layer。
當RF訊號由Top經過Via向Bottom傳輸時，其參考層（ Reference layer）也由layer 2改為layer 3，所以要在RF Singal Via旁邊加幾個Ground Via，才能讓reture path也跟著換層。
如下圖所示，增加Ground Via之後，return path（黃線）即可成功換層。
圖片來源：https://electronics.stackexchange.com/questions/64854/ground-vias-on-high-speed-pcbs
參考資料
Designing controlled-impedance vias
PCB 設計同步分析 6 大隱藏技巧六: 完美你的高速訊號回流路徑
Ground vias on high speed PCBs
以前python若印出字典，則字典順序通常隨機排列
例如以下程式碼：
dict2 = {'A': 'Apple', 'B': 'Ball', 'C': 'Cat'}
print(dict2)
最後輸出結果可能是：
{'A': 'Apple', 'C': 'Cat', 'B': 'Ball'}
但Python 3.6之後改為按照設定輸出，所以輸出結果變成：
{'A': 'Apple', 'B': 'Ball', 'C': 'Cat'}
參考資料
[Python-Dev] Python 3.6 dict becomes compact and gets a private version; and keywords become ordered
