SPARQ系列述評之二

　　信號完整性仿真是在系統(tǒng)做成實物之前對整個系統(tǒng)進行仿真，系統(tǒng)中各個部分使用等效的電路模型，如下圖5的高速背板系統(tǒng)可以等效為圖6的模型。芯片使用廠家提供的HSPICE模型或者IBIS模型來等效，通道(包括接插件、過孔、傳輸線等)通常使用S參數(shù)模型來等效。

　　圖5 典型的高速背板系統(tǒng) 圖6 典型的高速背板系統(tǒng)等效模型

　　通道的S參數(shù)模型可以通過仿真軟件提取得到，在完成實物以后，再使用測試方法進行S參數(shù)的測試驗證以及系統(tǒng)整體性能的驗證，如測試高速信號的眼圖、抖動等。

　　由于硬件工程師無法改變芯片的模型，他們能夠分析研究的主要是整個鏈路的通道，而整個鏈路的通道響應(yīng)特性可以由S參數(shù)來衡量。S參數(shù)可以反應(yīng)通道中各個組成成分的特性，如損耗、衰減、反射等。因此仿真中S參數(shù)的正確性將直接影響到仿真結(jié)果的正確性和可信性。因此，在系統(tǒng)完成后對S參數(shù)進行測試驗證是非常有必要的。

　　三、S參數(shù)可反應(yīng)出所有的信號完整性問題

　　下圖7所示為一個二端口S參數(shù)中的S11和S21的基本圖示，藍色的表示S11參數(shù)又稱為回波損耗,粉紅色的表示S21系數(shù)又稱為插入損耗,S11表示信號經(jīng)過通道后的反射情況，S21表示信號經(jīng)過通道后的損耗情況。從圖中可見，隨著頻率的升高(S參數(shù)曲線的橫軸表示頻率，縱軸表示幅度)，反射越來越強(S11曲線越接近0dB),損耗越大(S21曲線下降的越大)。反射越強表明系統(tǒng)的匹配可能沒有做好，通道損耗過大表明走線可能太長了，曲線不平滑則表明通道的阻抗連續(xù)性不是很好等。

 　　四、S參數(shù)的測量

　　S參數(shù)通常使用TDR(時域反射計)或者VNA(矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀)來測量，但這兩者都比較昂貴。尤其是VNA，因為其主要用于微波領(lǐng)域，包含有很多具有微波特性的功能，因此價格往往比較貴，且功能復(fù)雜，操作校準都需要一定的專業(yè)知識才不容易出錯，而信號完整性領(lǐng)域的S參數(shù)測試則完全不需要具有很多功能的VNA或者TDR。力科公司最近推出一款全新概念的專用于信號完整性領(lǐng)域的S參數(shù)測量的儀器，叫SPARQ，即信號完整性網(wǎng)絡(luò)分析儀，用一句話概括即：SPARQ是一鍵操作式40GHz,4端口信號完整性網(wǎng)絡(luò)分析儀，是信號完整性工程師以經(jīng)濟型投入并能夠快速、方便、準確的測量出S參數(shù)和TDR的一種新型儀器。這款儀器非常適合于廣大信號完整性工程師使用。