高頻信號在傳輸過程中無時無刻不在產(chǎn)生損耗,這些損耗包括:
輻射損耗
串擾導致的損耗
導線損耗
介質損耗
這些損耗都會改變信號自身固有頻率的幅度和相位,進而影響信號傳輸?shù)牡耐暾浴?/p>
其中導線損耗和介質損耗占主導地位,且這兩種損耗在不同的頻段損耗占比也不同,通常2G以內的信號導體損耗占主導地位,超過2G,頻率越高介質損耗主導地位越明顯。
導體損耗主要有集膚效應和導體表面粗糙程度引起;介質損耗主要有介質材料極化特性引起(至于為何有極化特性,不太清楚)。
信號傳輸,板材,返回路徑就相當于一個電容器,返回電流流經(jīng)電容器到返回路徑,電容器本身不消耗能量(無功功率),但是由于介質材料極化特性的影響會消耗一部分能量轉化為熱能(有功功率),通常用介質因子tan(有功功率與無功功率之比)來衡量板材的損耗能力,也就是仿真中常見的一個參數(shù)Df。
通常Fr4板材的Df值約為0.022,這個值不適合中長距離的高速信號線設計,會嚴重影響信號質量(眼圖很差),若想走長距離高速傳輸,又確保誤碼率很低,則須選擇高速板材如:臺耀TU872(0.008);松下M6(0.002),當然選用高速板材會帶來成本可觀的增加。
常見Fr4板材眼圖
相同條件只改變高速板材眼圖
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