如何量化传输线中的导体损耗和介质损耗呢

书接前文，讲了损耗的基础知识，还有相关损耗方面的知识需要补充。

1.衰减

当信号沿传输线传播时，损耗对信号的主要影响就是使信号幅度衰减。

关于衰减，记住下面的公式

若功率加倍，则分贝值变化为10log(2)=10x0.3=3dB。

通常用“3dB 变化”一般指功率加倍。如果功率下降50%，则分贝值的变化为10xlog（0.5）=-3dB。

至于衰减的其他详细的知识，可以参考今天转载的一篇文章。

2.损耗

损耗的分类有多种，我们重点关注导体损耗和介质损耗。如何量化导体损耗和介质损耗。

导体损耗的公式：

介质损耗的公式：
 

a_cond表示由导线损耗引起的单位长度衰减（单位为dB/in）；
 

a_diel表示由介质损耗引起的单位长度衰减（单位为dB/in）；

w表示线宽；f 表示正弦波频率(单位GHz）；δ表示耗散因子；εr表示介电常数实部。

有时候，人会多想。

有一天，看到Intel 关于插入损耗标准表格：
 

看了好久。

之前就一直疑惑这个标准是怎么来的？心血来潮，想着既然有上面的损耗公式，那索性算一算。

先讲一下插入损耗。

在射频和微波电路中，以最常用的传输线为例，插入损耗（Insertion Loss）通常定义为输出端口所接收到的功率Pl与输入端口的源功率Pi之比，常用dB表示。

一般来说，插入损耗也是基于导体损耗和介质损耗为主。

根据上面的公式，填入相关参数值，得出：

导体损耗：

介质损耗：

w=4mil；Z0特性阻抗50Ω；tan(δ)&εr参考下图Mid-loss板材相关信息：
 

得出总损耗为 0.65 dB/in。

考虑到这张插入损耗的表针对微带线和带状线分别做了要求，而计算公式没有针对微带线和带状线的而做出区分。

导体损耗和介质损耗的公式在链路的评估中能否适用于微带线？或者说这个公式是不是有应用场景的限制？这些疑惑，还是留给大家。因为认知和产品的不同，对应的标准有千差万别。我的心里已有答案，呵呵。

君子和而不同。

有一点是共识的：链路管控，重点就是控制损耗。

减小损耗就是如何减小导体损耗和介质损耗，对应的两个重要因素是：铜箔和材料。

3.补偿技术

如果信号在传输过程中，到达终端的时候，衰减很大，该怎么办？

信号的衰减过大，是可以通过相关的补偿技术来提升信号质量。

这里面牵扯到预加重、去加重和均衡概念。

预加重就是发送端增大高频分量，先补偿高频分量的损耗。

去加重是发送端减少低频分量，使得高频分量损耗后与之平衡。

上面两种又称为前馈均衡（Feed-Forward Equalization，FFE）

均衡的作用就是相当于高通滤波器，去掉串扰的危害。均衡又分为：

CTLE（Continuous-Time Linear Equalizer）连续时间线性均衡器：除低频分量，以使其与高频分量的衰减相匹配。如果又为滤波器添加大高频分量的增益以提升其幅度，这种方法称为有源连续时间线性均衡器。即使奈奎斯特的衰减高达15dB，采用连续时间线性均衡器的滤波器仍能令其恢复睁眼。

FFE（Feed-Forward Equalization）前馈均衡：额外的高频分量添加到发送端的始发信号中，这样当信号边沿到达远端，这些高频分量又被衰减到与低频分量持平。

DFE（判决反馈均衡）：在接收端做相关操作，也能实现相同的效果。即使在奈奎斯特频率的总衰减高达25~35dB，只要综合施加连续实际线性均衡器、前馈均衡和判决反馈均衡技术，就可以恢复闭合的眼图。总之，均衡技术非常适用于高速串行链路。

当然，在信号传输过程中，我们还可以通过Repeater （ Retimer &Redriver）中继器来调整信号质量，来保证信号的完整性。这个留给后面再讲吧。


审核编辑：刘清