發布日期：2022-04-17 點擊率：67
【導讀】S參數是SI工程師解決問題的重要工具，對于一個有經驗的SI工程師來說，從一個S參數中可以看出通道中幾乎所有的特性（阻抗不匹配、stub、損耗、串擾等等），并且針對該特性對通道提出相應的優化方案。可是對于許多硬件工程師來說，看到S參數的感受就不是這樣的了。“我這么高的信號速率，這么大的系統，最后你就給了我兩條線然后告訴我這個通道pass還是fail，坑爹呢！”
到底是不是坑爹，讓我們來看看一條簡單的線時如何描述我們的信號的。
假設我們的通道是就是一根傳輸線，這條傳輸線有兩個端口，分別是端口1與端口2，通常我們看到的S參數是一個這樣的圖：
這是一條S12插損曲線，他的橫軸是頻率，單位是XHz；縱軸是常數，代表的是兩個電壓之間比值，是沒有單位的。端口2輸入幅值為B的信號，在端口1會接收到幅值為A的信號，則S21的縱軸就是A/B。
左右兩邊兩幅圖代表的是同一個東西，右邊是直接給出了A/B等于多少，而左邊是用dB來表示比例。由于是幅值的比，所以dB=20lg（A/B）。大家可以算一下看看左右兩邊是否是同一個東西，這里有幾個參考值，-1dB≈90%，-3dB≈70%。
還是用我們的在反射詳解中使用的那個由1GHz、3GHz、5GHz正弦波疊加而成的信號作為例子：
當一個這樣的信號經過上方演示的通道之后會變成什么樣子呢？
變成了這個樣子：
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我們將發送端波形與接收端波形同時做傅里葉變換，變成頻域曲線之后，如下圖：
可以看到，1GHz的頻域分量變成了0.608/0.641≈0.95，3GHz的頻域分量變成了0.194/0.214≈0.91，5GHz的頻域分量變成了0.111/0.124≈0.89。
再對應我們通道的S參數看一下：
可以看到，每個頻域分量的衰減基本上與S參數是對應的。不是完全相等的原因是因為我們信號上有多重反射的存在，而在S參數提取時，是將反射給剔除掉了。
0101碼型的頻域分量只存在基頻與倍頻上，而隨機碼的頻域分量則存在于全頻段中。
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S參數這一條直線上的每一個點，對應的其實就是該頻率的正弦波通過這個通道之后的衰減程度。
從下面這張圖中我們可以更明顯的看出：
紅色是某發送端信號的頻譜，藍色曲線是通道的插損，藍色頻譜是接收端的頻譜，可以看到各個頻段的衰減比例跟插損是一一對應的。而在有源眼圖中，發送端紅色的理想眼圖經過一個如此差的通道后變成了三個眼睛的怪物。
在鏈路中，輸出芯片符合輸出的要求，接收芯片符合接收的要求，那我們就可以通過規定通道對于輸出信號各個頻點的衰減（也就是S參數）來確定通道是否符合要求。
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