SPARQ系列述評之二

　　信號完整性仿真是在系統做成實(shí)物之前對整個(gè)系統進(jìn)行仿真，系統中各個(gè)部分使用等效的電路模型，如下圖5的高速背板系統可以等效為圖6的模型。芯片使用廠(chǎng)家提供的HSPICE模型或者IBIS模型來(lái)等效，通道(包括接插件、過(guò)孔、傳輸線(xiàn)等)通常使用S參數模型來(lái)等效。

　　圖5 典型的高速背板系統 圖6 典型的高速背板系統等效模型

　　通道的S參數模型可以通過(guò)仿真軟件提取得到，在完成實(shí)物以后，再使用測試方法進(jìn)行S參數的測試驗證以及系統整體性能的驗證，如測試高速信號的眼圖、抖動(dòng)等。

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

　　三、S參數可反應出所有的信號完整性問(wèn)題

　　下圖7所示為一個(gè)二端口S參數中的S11和S21的基本圖示，藍色的表示S11參數又稱(chēng)為回波損耗,粉紅色的表示S21系數又稱(chēng)為插入損耗,S11表示信號經(jīng)過(guò)通道后的反射情況，S21表示信號經(jīng)過(guò)通道后的損耗情況。從圖中可見(jiàn)，隨著(zhù)頻率的升高(S參數曲線(xiàn)的橫軸表示頻率，縱軸表示幅度)，反射越來(lái)越強(S11曲線(xiàn)越接近0dB),損耗越大(S21曲線(xiàn)下降的越大)。反射越強表明系統的匹配可能沒(méi)有做好，通道損耗過(guò)大表明走線(xiàn)可能太長(cháng)了，曲線(xiàn)不平滑則表明通道的阻抗連續性不是很好等。

 　　四、S參數的測量

　　S參數通常使用TDR(時(shí)域反射計)或者VNA(矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀)來(lái)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(jià)格往往比較貴，且功能復雜，操作校準都需要一定的專(zhuān)業(yè)知識才不容易出錯，而信號完整性領(lǐng)域的S參數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(zhuān)用于信號完整性領(lǐng)域的S參數測量的儀器，叫SPARQ，即信號完整性網(wǎng)絡(luò )分析儀，用一句話(huà)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。