探討一下在頻域的s參數

由于前段時間一直處于中等偏忙的狀態，直到最近才有機會在這里再露露面哈。說說到了S參數，大家會不會有一種感覺，覺得頻域這玩意并沒有時域那么直觀呢？舉一個簡單的資料，我們做一些并行信號的仿真或者測試，例如很常見的DDR信號，大家會去關注頻域S參數嗎？無非就是看波形，眼圖，有問題呢就考慮下端接電阻，調下ODT（其實也算是端接電阻，只是放在內部而已）等等，為什么不關注頻域的S參數呢?原因可能有幾個，首先判斷好壞的標準都是時域的電平標準，沒涉及到頻域，另外是像這種一拖多的拓撲，S參數的確看得會很亂而且意義不明確，另外也有人會覺得像并行信號1-2GHz看S參數都差異不大。正好最近本人對S參數有一些的積累和研究，所以也希望在這個話題和大家多多互動和討論，讓大家都得到一些啟發。

首先我們S參數是怎么得到的？大家會說，仿真和測試都可以得到啊。測試S參數我們常用VNA（網絡分析儀），如果問大家VNA測試得到S參數的原理，大家知道嗎？？

看上面這個比較原理性的圖大家可能還是不懂，如果是下圖呢？會不會得到一點啟發？

這里涉及到了入射，反射和傳輸的信號，它們之間的比值就是得到反射和傳輸系數，這里看下面這個例子大家就清楚了。

因此當我們看到一個鏈路的損耗時，其實我們可以用時域的方式去推導它。

假設我們分別發送1GHz、3GHz、5GHz的正弦波，幅度為峰峰值2V，那么會得到傳輸前后的波形如下，我們看到不同頻率下的正弦波傳輸的波形幅度是不相同的。

如果發送的不同頻率正弦波更多之后，我們會得到下面的入射傳輸波形：

然后我們用傳輸的波形比上入射的波形，就能到不同頻率正弦波的比值，幅度和dB表征分別如下：

然后我們就會發現，比完之后的Y1就是鏈路的損耗了。

那回損呢？稍微復雜一點，我們用一個不匹配的結構來分析，如下：

根據VNA原理，回損應該是反射波形和入射波形的比值，那會是S11=VIN/0.5*V1（結果如下圖）嗎？？顯然不是。

為什么不是這個公式呢？因為VIN并不是單純的反射波形，它是入射和反射的疊加，因此真正的反射Vreflect=VIN-0.5*V1，所以S11=VIN-0.5*V1/0.5*V1，結果就正確了。

我們之所以用不同頻率的正弦波來發送來去反射和傳輸的波形，是因為正弦波頻譜比較單一，1GHz的正弦波基本上所有能量都是1GHz，10GHz也基本只有10GHz的能量，所以我們認為這樣就可以很清晰的分離出不同頻點的能量比值，不受其他頻點的干擾，VNA就是這樣的原理。

問題來了

那你們得到一個鏈路S參數后，你們會檢查它的正確性嗎？？而它能夠告訴你什么信息呢？