信號的幅度會因走線電阻和電路板電介質(zhì)的損耗因數(shù)而失真。這種效果在高頻時更為突出，因為信號往往會沿著走線表面?zhèn)鞑ァＫp會導(dǎo)致信號上升時間變慢并增加數(shù)據(jù)錯誤的可能性。

    高頻傳輸通道使接收器難以解釋實際信息。由于傳輸介質(zhì)的影響，會發(fā)生以下傳輸損耗：

•     電介質(zhì)吸收： 當高頻信號在電路板表面?zhèn)鞑r，電介質(zhì)材料會吸收信號能量。它降低了只能通過選擇完美的 PCB 材料才能控制的信號強度。選擇具有低損耗正切的材料以減少介電吸收。

    要了解有關(guān)材料選擇的更多信息，請閱讀PCB 材料選擇：電氣和制造注意事項。

•     趨膚效應(yīng)：趨膚效應(yīng)是一種現(xiàn)象，由于高頻分量開始更靠近電路板導(dǎo)體的外部而不是內(nèi)部。高頻信號還負責生成具有變化電流值的波形。此類信號具有它們的自感值，隨著頻率的增加，自感值會增加。它負責減少 PCB 表面的導(dǎo)電面積，從而導(dǎo)致信號幅度的更多電阻和衰減。可以通過增加走線寬度（表面積）來減少趨膚效應(yīng)，但這并不總是可行的，因為改變走線幾何形狀可能會導(dǎo)致阻抗問題。

    是什么導(dǎo)致 PCB 中的信號衰減？

    隨著信號范圍的增加，衰減也會增加。下面列出的因素是造成信號衰減的原因：

•     噪聲源：  RF 頻率、泄漏電流和電流干擾導(dǎo)致衰減的信號。更多噪音，更多衰減！

•     發(fā)射器和接收器之間的距離： 當信號穿越更長的距離時，其強度會降低。兩點之間的距離越遠，衰減越高。

•     走線寬度： 信號通過更寬的走線時衰減較小。

•     串擾： 附近走線中的串擾也是信號衰減的原因。

•     導(dǎo)體和連接器：當信號通過不同的導(dǎo)電材料和連接器表面時，它會受到衰減。

•     傳輸頻率：波長越短的無線電波衰減越大。此類信號通過 2.4GHz 或 5GHz 電磁波傳輸。電磁波具有高頻和短波長。因此，無線電信號衰減大，不能長距離傳輸。

•     與導(dǎo)體材料相關(guān)的電阻損耗：用于制造傳輸線的銅等導(dǎo)電材料會引入電阻損耗，導(dǎo)致在銅跡線上傳播的信號衰減。

•     與介電材料相關(guān)的損耗： 夾在傳輸線之間的介電材料的損耗會導(dǎo)致介電損耗。這種介電損耗形成跨基板的電導(dǎo)，也稱為反向電阻，并吸收部分傳播信號能量，導(dǎo)致信號衰減。

•     銅表面粗糙度：  PCB 上的銅表面粗糙度也會阻礙信號傳播。粗糙的銅線會增加電阻，因為銅表面的地形會使信號上下移動。表面尖峰也會增加電容。光滑的銅是解決這個問題的方法，但成本更高。

•     接地回路電阻：隨著頻率的增加，接地回路變窄并使用較少的銅面積，導(dǎo)致電阻增加。

    另請閱讀，如何減少 PCB 布局中的寄生電容？

    如何減少信號衰減？

    可以通過采用以下技術(shù)來減輕信號衰減：

1.     使用中繼器： 如果接收到的信號較弱，則使用中繼器通過減少衰減來重新生成原始信號。它還增強了信號的范圍，使其可以傳輸更遠的距離而不會失敗。

2.     使用放大器： 如果接收到的信號較弱，則使用放大器來增加其幅度，這與再生整個信號的中繼器不同。

3.     正確的材料選擇：仔細選擇低損耗介電材料和低電阻走線可以最大限度地減少信號衰減。

4.     使用可編程差分輸出電壓 (VOD) 設(shè)置： 可編程 VOD 確保驅(qū)動強度與線路阻抗和走線長度同步。增加驅(qū)動器的 VOD 會增強接收器的信號。

5.     預(yù)加重： 使用放大器增強信號強度并不是衰減控制的唯一解決方案，因為它還會放大相關(guān)的信號噪聲和抖動。預(yù)加重僅通過增加第一個傳輸符號的電平來增強信號的高頻分量。如果后續(xù)符號級別以相同級別傳輸，則它們保持不變。例如，如果信號傳輸三個符號的高電平，則僅增強第一個符號。接下來的兩個符號將以通常的級別傳輸。