信號的幅度會(huì)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(shí)更為突出，因?yàn)樾盘柾鶗?huì)沿著走線表面?zhèn)鞑ァＫp會(huì)導(dǎo)致信號上升時(shí)間變慢并增加數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的可能性。

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

•     電介質(zhì)吸收： 當(dāng)高頻信號在電路板表面?zhèn)鞑r(shí)，電介質(zhì)材料會(huì)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(qiáng)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(xiàng)。

•     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(fù)責(zé)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(huì)增加。它負(fù)責(zé)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?？梢酝ㄟ^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?yàn)楦淖冏呔€幾何形狀可能會(huì)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(huì)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(dāng)信號穿越更長的距離時(shí)，其強(qiáng)度會(huì)降低。兩點(diǎn)之間的距離越遠(yuǎn)，衰減越高。

•     走線寬度： 信號通過更寬的走線時(shí)衰減較小。

•     串?dāng)_： 附近走線中的串?dāng)_也是信號衰減的原因。

•     導(dǎo)體和連接器：當(dāng)信號通過不同的導(dǎo)電材料和連接器表面時(shí)，它會(huì)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(huì)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(huì)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(huì)阻礙信號傳播。粗糙的銅線會(huì)增加電阻，因?yàn)殂~表面的地形會(huì)使信號上下移動(dòng)。表面尖峰也會(huì)增加電容。光滑的銅是解決這個(gè)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(qiáng)了信號的范圍，使其可以傳輸更遠(yuǎn)的距離而不會(huì)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(gè)信號的中繼器不同。

3.     正確的材料選擇：仔細(xì)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(dòng)強(qiáng)度與線路阻抗和走線長度同步。增加驅(qū)動(dòng)器的 VOD 會(huì)增強(qiáng)接收器的信號。

5.     預(yù)加重： 使用放大器增強(qiáng)信號強(qiáng)度并不是衰減控制的唯一解決方案，因?yàn)樗€會(huì)放大相關(guān)的信號噪聲和抖動(dòng)。預(yù)加重僅通過增加第一個(gè)傳輸符號的電平來增強(qiáng)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(gè)符號的高電平，則僅增強(qiáng)第一個(gè)符號。接下來的兩個(gè)符號將以通常的級別傳輸。