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串行系列-损耗战争

23小时前
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作者:陈德恒    

关于损耗的现象,大家看的最多的应该是类似于下面这幅图了,走线越长眼图闭合度越高,直至完全没有眼睛。

这张图描述的是损耗过大的现象。不过如果只是单单说一个眼图闭合并不能精确的描述它。的确,眼高从1100mV左右到了后面的没有眼睛,但是还需要注意它的峰峰值从1200mV只衰减到了1000mV。眼图闭合的原因是高频分量过多的衰减。下面这张图能从频域中更直观的看出衰减的情况:

右边的两幅频谱图相除就是我们S参数中的插损了。

要避免这样的情况出现,最最简单的方法就是缩短我们的传输距离,但是为了诗与远方,信号的长距离传输不可避免,那么我们必须使用其他的方法,向这样的频率选择性衰减宣战了。

第一个方法,减小信号的带宽,使用较集中的频谱传输信号,1GHz跟10GHz的衰减相差十万八千里,4999MHz跟5001MHz差别总不大了吧。无线通信就是这么干的,可是带宽窄意味着传输的信息量少,要传输更多的信息可不能单向的这么干。

第二个方法,使用更好的材料,板材,铜箔,玻纤布等等。下图是当前主流高中低损耗板材,在传输同样距离情况下的眼图对比:

效果立竿见影,同样价格也立竿见影

第三种方法,用光纤传输。这个也是很多人想的方向,当前的光传输方案还是无法避免在板上引出较长的走线。在板上埋入光纤的话成本比上一中方法更不可能接受。不过在将来有什么技术革新的话倒还是喜闻乐见的。

方法还有很多,但是上面例举的方法都是想着如何减小频率选择性衰减,有没有什么办法能让我们看着这些损耗说“他强任他强,清风抚山岗,他横由他横,明月照大江”呢?

当然有,那就是预加重与均衡。我们知道信号由初始的频谱a,经过一个有损耗的通道损耗了频谱b,到接收端的时候变成频谱c,

频谱c构成的信号不能满足我们正确接收信号的要求,那我们能不能在发送端发送之前先加上损耗b,使得在接收端得到的为a+b-b=a呢?

显然是可以的,这就是预加重均衡的基本思路。

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