变频电源SI工程师眼中的S参数是什么?

S参数是 变频电源SI工程师解决问题的重要工具,关于一个有经历的SI工程师来说,从一个S参数中能够看出通道中简直所有的特性(阻抗不匹配、stub、损耗、串扰等等),而且针对该特性对通道提出相应的优化计划。
      但是关于许多硬件工程师来说,看到S参数的感受就不是这样的了。“我这么高的信号速率,这么大的系统,最终你就给了我两条线然后告诉我这个通道pass仍是fail,坑爹呢!”
     究竟是不是坑爹,让我们来看看一条简略的线时如何描绘我们的信号的。
假定我们的通道是就是一根传输线,这条传输线有两个端口,分别是端口1与端口2,一般我们看到的S参数是一个这样的图:
 变频电源SI工程师眼中的S参数是什么?

这是一条S12插损曲线,他的横轴是频率,单位是XHz;纵轴是常数,代表的是两个电压之间比值,是没有单位的。端口2输入幅值为B的信号,在端口1会接纳到幅值为A的信号,则S21的纵轴就是A/B。
左右两头两幅图代表的是同一个东西,右边是直接给出了A/B等于多少,而左面是用dB来表明份额。由所以幅值的比,所以dB=20lg(A/B)。我们能够算一下看看左右两头是否是同一个东西,这里有几个参考值,-1dB≈90%,-3dB≈70%。
仍是用我们的在反射详解中运用的那个由1GHz、3GHz、5GHz正弦波叠加而成的信号作为例子:

 变频电源SI工程师眼中的S参数是什么?

当一个这样的信号通过上方演示的通道之后会变成什么姿态呢?
变成了这个姿态:
 变频电源SI工程师眼中的S参数是什么?

我们将发送端波形与接纳端波形一起做傅里叶变换,变成频域曲线之后,如下图:
 变频电源SI工程师眼中的S参数是什么?

能够看到,1GHz的频域重量变成了0.608/0.641≈0.95,3GHz的频域重量变成了0.194/0.214≈0.91,5GHz的频域重量变成了0.111/0.124≈0.89。
再对应我们通道的S参数看一下:
 变频电源SI工程师眼中的S参数是什么?

能够看到,每个频域重量的衰减基本上与S参数是对应的。不是完全持平的原因是因为我们信号上有多重反射的存在,而在S参数提取时,是将反射给除掉掉了。
0101码型的频域重量只存在基频与倍频上,而随机码的频域重量则存在于全频段中。
S参数这一条直线上的每一个点,对应的其实就是该频率的正弦波通过这个通道之后的衰减程度。
从下面这张图中我们能够更显着的看出:

 变频电源SI工程师眼中的S参数是什么?

 变频电源SI工程师眼中的S参数是什么?

赤色是某发送端信号的频谱,蓝色曲线是通道的插损,蓝色频谱是接纳端的频谱,能够看到各个频段的衰减份额跟插损是一一对应的。而在有源眼图中,发送端赤色的抱负眼图通过一个如此差的通道后变成了三个眼睛的怪物。
在链路中,输出芯片契合输出的要求,接纳芯片契合接纳的要求,那我们就能够通过规则通道关于输出信号各个频点的衰减(也就是S参数)来断定通道是否契合要求。

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