전자 설계 - 고속 PCB에서 신호 감쇠를 줄이는 자습서

신호가 소스에서 PCB 도체를 통해 부하로 전송되면 흔적선 저항과 개전 손실로 인한 에너지 손실로 인해 감쇠를 겪게 된다.

고속 신호가 회로 기판에 전파될 때 신호 감쇠는 가장 흔히 볼 수 있는 용어이다.그것은 신호의 퇴화와 신호의 완전성 문제를 초래하는 주요 요소 중의 하나이다.

신호 감쇠란 무엇입니까?

신호 감쇠는 신호가 전송 매체에서 전파될 때 신호의 강도 (폭과 강도) 가 떨어지는 도량이다.이것은 신호 강도를 거리의 함수로 계산하기 때문에 전신 응용의 중요한 속성이다.

수신기를 디코딩할 때 송신기가 제공하는 정보가 변하지 않을 때 무손실 신호 전송을 실현할 수 있다.신호에서 올바른 정보를 추출하려면 적절한 임계값 수준을 충족해야 합니다.

신호 감쇠를 어떻게 계산합니까?

신호 감쇠는 전송 매체의 단위 길이당 데시벨(dB) 단위로 추정됩니다.전력(Ap)과 전압(Av)을 기준으로 계산할 수 있습니다.

감쇠의 기회를 피하기 위해 송신기는 적어도 하나의 신호가 최종 목적지, 즉 수신기에 도달하도록 여러 신호를 보냅니다.그러나 이러한 추가 신호를 보내야 하기 때문에 이 방법은 전체 네트워크 속도를 낮출 수 있습니다.

P s는 소스의 신호 출력입니다.

P d는 부하의 신호 출력입니다.

Vs는 전원 공급 장치의 신호 전압입니다.

Vd는 부하 부위의 신호 전압이다

감쇠가 낮을수록 전송 매체의 효율이 높아진다.더 높은 감쇠는 수신단에서 더 많은 신호 손실과 감소 폭을 의미한다.

감쇠 계수 또는 감쇠 계수

감쇠 계수는 신호가 전파될 수 있는 거리를 결정하며 충분한 데이터 비트나 정보를 제공합니다.그것은 전송 신호의 폭이 어떻게 주파수에 따라 낮아지는지에 따라 서로 다른 전송 매체를 계량화한다.다음 공식으로 제공됩니다.

AF=P 출력/P 입력

신호 감쇠 계수는 다음과 같습니다.

전송 미디어 길이

미디어 재료 전송

물리적 조건

전송선의 신호 감쇠

전송선에서 감쇠손실은 두가지 류형의 손실의 조합이다. 즉 도체손실과 매체손실이다.도체 손실은 불완전한 전도성과 흔적선 저항 때문이고, 개전 손실은 개전 재료 때문이다.

길이가 "l"인 전송선의 신호 감쇠 계수는 다음 식으로 제공됩니다.

dB 단위로 신호 감쇠는 다음과 같이 표시됩니다.

또한 단위 길이의 dB 손실, 즉

참고: 빼기 기호를 무시하고 dB 손실임을 기억하십시오.

위의 공식은 전송선의 단위 길이당 총 삽입 손실을 나타내며 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

R/Z0은 각 단위 길이의 도선 저항 R에 비례하는 손실 분량으로, 도체 손실이라고 한다.C로 표현됩니다. 컴포넌트 GZ 0은 G-개전 재료의 전도에 비례하여 개전 손실이라고 합니다.섬으로 표시하다.

도체 손실에 비해 개전 손실은 무시해도 된다.최대 20GHz의 경우 PCB 재료, 즉 FR4와 관련된 손실 각도는 크게 변하지 않습니다.이것은 개전 손실 곡선이 거의 주파수와 일치하는 주요 원인이다.PCB 보드에서 송신기와 수신기 사이의 거리는 일반적으로 1미터 미만입니다.따라서 개전 손실이 전체 주파수 범위 내에서 일정하게 유지된다고 가정할 수 있다.전도 손실과 매개 전기 손실의 총체로서, 총 손실은 전도 손실을 위주로 한다.

회로 기판 설계에 사용되는 FR4 재료의 손실 각도는 약 0.003입니다.