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

差分信令

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

平衡器件
差分模式响应由差分 S 参数表示

4-端口差分 S 参数

S 参数测量基础 - 矢量网络分析仪 (VNA)
用正弦波频率扫描来测量元器件的幅度和相位

时域 -> 频域
发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
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?
借助与 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

为什么使用 S 参数?


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
来源:是德科技 Keysight Technologies