编者注：S参数用于表征无源链路的行为模型。在S参数获取阻抗， 插入损耗、回波损耗、阻抗、串扰、模式转换等指标。本文阐述了什么是S参数、S参数转换TDR/TDT、为什么要使用S参数等等
为什么使用 S参数？
从模拟的角度捕获数字信号
数字信号 vs.模拟信号
数字信号 = 模拟信号 (包含正弦波）
正弦波的变化 – 输出是什么？
什么是 S参数？
S参数是一个复数矩阵，反映了在频域范围内的反射信号 / 传输信号的特性（幅度/相位）。
S参数表达式
Smith Chart – 史密斯圆图：更直观地进行阻抗变换
Smith Chart – 史密斯圆图
在某个频率点，可以有多种方式对匹配电路进行调节，使之到达某种特征阻抗。
S参数的优点
用多个 S 参数可以很容易地预测系统性能
差分信号
差分对上的模式转换
对于一个不理想的差分器件来说会产生不希望的模式转换。尤其是差分-共模的转换，往往会导致EMI的问题。
平衡器件
差分模式响应由差分 S 参数表示。命名规则如下图所示：
4-端口差分 S参数
S参数测量基础 – 矢量网络分析仪 （VNA）
网络分析仪用正弦波频率扫描来测量元器件的幅度和相位
时域 -> 频域
傅里叶变换技术可以用数学方法把频域响应转换为时域响应
S参数 & TDR/TDT 测量
时域 -> 频域
TDR (采样）示波器
采样示波器是通过输入阶跃信号，从反射/传输测量结果得到阻抗/损耗。
矢量网络分析仪 (VNA) vs.TDR (示波器)
VNA 测量更为精确
校准的重要性 – 加校准和不加校准的结果比较
校准的重要性 – 误差的类型
校准的重要性 – 系统误差
如何在示波器上使用 S参数？
借助于 S 参数，在信号分析软件上可以轻松地移动观察点
如何在示波器上使用 S参数？- 使用模拟软件
使用 S 参数可以方便地在任何条件下对 DUT 和波形进行评估
结论
高速数字行业需要测试 S 参数
S 参数是一个复数矩阵，反映了频域内的反射和传输特性
S 参数可以有多种格式 （直角坐标，史密斯圆图，极坐标 等）
差分信号可能会导致模式转换 （例如 EM 辐射）
差分 S 参数包含这种模式转换特性
S 参数可以转换为 TDR/TDT
用S参数可以方便地在示波器上移动观察点，并在模拟软件上模拟不同条件下的波形
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本文转载自《信号完整性》公众号
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