當(dāng)信號從源頭通過 PCB 導(dǎo)體傳輸?shù)截?fù)載時(shí)，由于走線電阻和介電損耗導(dǎo)致能量損失，它會(huì)經(jīng)歷衰減。

    當(dāng)高速信號在電路板上傳播時(shí)，信號衰減是最普遍的術(shù)語。它是導(dǎo)致信號劣化并導(dǎo)致信號完整性問題的主要因素之一。

    什么是信號衰減？

    信號衰減是信號通過傳輸介質(zhì)傳播時(shí)信號強(qiáng)度（幅度和強(qiáng)度）降低的量度。它是電信應(yīng)用中的一個(gè)重要屬性，因?yàn)樗鼘⑿盘枏?qiáng)度計(jì)算為距離的函數(shù)。

    當(dāng)在發(fā)射機(jī)提供的信息在接收機(jī)解碼時(shí)保持不變時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)無損信號傳輸。應(yīng)滿足足夠的閾值水平以從信號中提取正確的信息。

    信號衰減是如何計(jì)算的？

    信號衰減以每單位傳輸介質(zhì)長度的分貝 (dB) 為單位進(jìn)行估計(jì)。它可以根據(jù)功率 ( A p ) 和電壓 ( A v ) 計(jì)算。

    為了避免衰減的機(jī)會(huì)，發(fā)射器發(fā)送多個(gè)信號以確保至少一個(gè)信號到達(dá)最終目的地，即接收器。但是由于需要發(fā)送那些額外的信號，這種做法會(huì)降低整體網(wǎng)絡(luò)速度。

    在哪里：

    P s是源端的信號功率

    P d是負(fù)載處的信號功率

    V s是源端的信號電壓

    V d是負(fù)載處的信號電壓

    衰減越低，傳輸介質(zhì)的效率越高。更高的衰減意味著在接收端有更多的信號損失和降低的幅度。

    衰減系數(shù)或衰減系數(shù)

    衰減因子決定了信號可以傳播的距離，并且仍能提供足夠的數(shù)據(jù)位或信息。它根據(jù)傳輸信號的幅度如何隨頻率降低來量化不同的傳輸介質(zhì)。它由以下給出：

    AF = P輸出/P輸入

    信號衰減系數(shù)取決于：

•     傳輸介質(zhì)長度

•     傳輸介質(zhì)的材料

•     身體狀況

    傳輸線中的信號衰減

    在傳輸線中，衰減損耗是兩種損耗的合并：導(dǎo)體損耗和介電損耗。導(dǎo)體損耗是由于存在不完美的導(dǎo)電性和跡線電阻，而介電損耗是由于介電材料造成的。

    長度為“l(fā)”的傳輸線的信號衰減系數(shù)由下式給出：

    以 dB 為單位，信號衰減表示為：

    也可以表示為單位長度的dB損耗，即：

    注意：忽略減號，記住它是一個(gè) dB 損失。

    上式表示傳輸線單位長度的總插入損耗，可寫為：

    R/Z0 是與每單位長度走線電阻 R 成正比的損耗分量，稱為導(dǎo)體損耗。它由α C表示。分量 GZ 0與 G – 介電材料的電導(dǎo)成正比，稱為介電損耗。它由α d表示。

    另外，請閱讀我們關(guān)于PCB傳輸線損耗的文章。

    與導(dǎo)體損耗相比，介電損耗可以忽略不計(jì)。高達(dá) 20GHz，與PCB 材料（即 FR4）相關(guān)的損耗角正切不會(huì)發(fā)生明顯變化。這是介電損耗曲線幾乎與頻率成一條直線的主要原因。PCB中發(fā)射器和接收器之間的距離一般小于1m。因此，可以假設(shè)介電損耗在整個(gè)頻率范圍內(nèi)保持不變。作為傳導(dǎo)損耗和介電損耗的總和，總損耗以傳導(dǎo)損耗為主。

    電路板設(shè)計(jì)中使用的 FR4 材料的損耗角正切約為 0.003。