原创 SPARQ系列述评之九——普罗众生的S参数测量

       S参数方面的话题显然是DesignCon 2011上最受到关注的话题。很多主题讲座，很多参展的新产品都和此话题相关。

       力科在Designcon 2011上展示了其4个月前发布的4端口,基于TDR原理的网络分析仪SPARQ，并且预先展示了即将发布的12端口SPARQ。

        SPARQ表示“S-Parameters Quick”，表达了力科期望能通过该产品使所有的SI工程师，特别是那些不能购买传统的VNA用户能进行日常的S参数测量。 

        SPARQ的外观看起来就是一个4端口的网络分析仪，和传统的VNA的端口看起来是一样的，而其内部硬件技术则是基于力科擅长的时域技术。

       “所有的测量是在时域完成的，我们将测量结果转换为频域，但是用户仍然可以观察到实时TDR测量结果，这对于做调试工作很有帮助。 ”力科公司的技术产品市场经理Alan Blankman说道。

       采用时域测量的主要原因是可以通过相对于传统的基于频域的VNA来说以更低的成本来实现多端口的S参数测量，

        Blankman进一步介绍到，SPARQ的内部采用了一个TDR脉冲发生器和一个采样头。 通过高性能的开关来切换仪器端口信号的进出路径。这种架构极大地降低了仪器的成本，并可以很好地扩展到多端口系统。

        SPARQ是“为SI市场设计的网络分析仪”，Blankman说，“它的价格只有传统的VNA的1/3，而且在设计理念上就为了使其容易使用。”

       传统VNA的校准是通过测量连接到电缆端口的不同配置的标准件来完成的。 这些校准件及传统的校准方法同样可以用于SPARQ，但同时SPARQ提供的一种更加简便的方法。仪器在出厂时会被校准到外部的端口部分。每个出厂的电揽也都严格地进行了校准并提供了各自的S参数文件。通过该文件可以在测量时去除电缆的效应。

        如果用户有其它连接到DUT的夹具或者适配器的S参数模型，SPARQ也可以利用它来去除夹具或适配器的效应。这样使测量设置的过程变得简化，而且减少了得到初始数据的时间。

        4端口SPARQ利用外部的电脑通过USB接口运行软件来控制。 除了能够实时显示出TDR波形，它还可以记录和显示时域和频域的单端或差分的4端口的S参数。

        Blankman说力科即将发布的软件工具Signal Integrity Studio（SI Studio）将可以无缝地和SPARQ配合工作。测量出来的S参数通道响应可以输入到SI Studio。 任何串行数据码型都可以作为激励输入，利用SI Studio可以仿真出通过测量出的通道模型后的响应。

       “除了在高频部分略微地减少了信噪比之外，通过时域或频域方法的测量结果也几乎完全是一样的。” Blankman说道。  在力科SPARQ的指标中说明了在40GHz时的动态范围可以达到50dB。

                                                                                                                              （美国力科公司  汪进进 译）

编者按: Eric在SI界是和Howard几乎齐名的SI专家。他于1976年获麻省理工大学物理学士学位，并于1980年获亚利桑那大学物理硕士和博士学位。目前是GigaTest实验室的首席技术主管。多年来，他在信号完整性领域，包括基本原理、测量技术和分析工具等方面举办过许多短期课程，培训过4000多工程师，在信号完整性、互连设计、封装技术等领域已经发表了100多篇技术论文、专栏文章和专著。  他在中国广为人知是因为他的那本非常“普罗众生”（引用了著名网友Stupid对该书的评论语）的书“信号完整性”和那本书上的名言：“There are 2 kinds of designers, those with signal integrity problems and those that will have them”。 无独有偶，Eric对评述SPARQ的文章的标题就是普罗众生的S参数测量。不过他的原始英文是:S-parameter measurements for the masses。 我刚兴致昂然地翻译了该文。 此处分享的是中英文对照版，不是为了让大家学习英文怎么翻译成中文,而是我对自己的翻译水平太感到惶恐了,怕使大家阅读起来别扭，所以喜欢阅读英文技术文章的朋友请直接阅读英文好了。  该文中还有Eric老先生的照片呢! 这可以满足不熟悉Eric的人们本能的好奇心呵。