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【導(dǎo)讀】S參數(shù)是SI工程師解決問(wèn)題的重要工具，對(duì)于一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的SI工程師來(lái)說(shuō)，從一個(gè)S參數(shù)中可以看出通道中幾乎所有的特性（阻抗不匹配、stub、損耗、串?dāng)_等等），并且針對(duì)該特性對(duì)通道提出相應(yīng)的優(yōu)化方案?？墒菍?duì)于許多硬件工程師來(lái)說(shuō)，看到S參數(shù)的感受就不是這樣的了?！拔疫@么高的信號(hào)速率，這么大的系統(tǒng)，最后你就給了我兩條線然后告訴我這個(gè)通道pass還是fail，坑爹呢！”

到底是不是坑爹，讓我們來(lái)看看一條簡(jiǎn)單的線時(shí)如何描述我們的信號(hào)的。

假設(shè)我們的通道是就是一根傳輸線，這條傳輸線有兩個(gè)端口，分別是端口1與端口2，通常我們看到的S參數(shù)是一個(gè)這樣的圖：

這是一條S12插損曲線，他的橫軸是頻率，單位是XHz；縱軸是常數(shù)，代表的是兩個(gè)電壓之間比值，是沒(méi)有單位的。端口2輸入幅值為B的信號(hào)，在端口1會(huì)接收到幅值為A的信號(hào)，則S21的縱軸就是A/B。

左右兩邊兩幅圖代表的是同一個(gè)東西，右邊是直接給出了A/B等于多少，而左邊是用dB來(lái)表示比例。由于是幅值的比，所以dB=20lg（A/B）。大家可以算一下看看左右兩邊是否是同一個(gè)東西，這里有幾個(gè)參考值，-1dB≈90%，-3dB≈70%。

還是用我們的在反射詳解中使用的那個(gè)由1GHz、3GHz、5GHz正弦波疊加而成的信號(hào)作為例子：

當(dāng)一個(gè)這樣的信號(hào)經(jīng)過(guò)上方演示的通道之后會(huì)變成什么樣子呢？

變成了這個(gè)樣子：

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我們將發(fā)送端波形與接收端波形同時(shí)做傅里葉變換，變成頻域曲線之后，如下圖：

可以看到，1GHz的頻域分量變成了0.608/0.641≈0.95，3GHz的頻域分量變成了0.194/0.214≈0.91，5GHz的頻域分量變成了0.111/0.124≈0.89。

再對(duì)應(yīng)我們通道的S參數(shù)看一下：

可以看到，每個(gè)頻域分量的衰減基本上與S參數(shù)是對(duì)應(yīng)的。不是完全相等的原因是因?yàn)槲覀冃盘?hào)上有多重反射的存在，而在S參數(shù)提取時(shí)，是將反射給剔除掉了。

0101碼型的頻域分量只存在基頻與倍頻上，而隨機(jī)碼的頻域分量則存在于全頻段中。

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S參數(shù)這一條直線上的每一個(gè)點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的其實(shí)就是該頻率的正弦波通過(guò)這個(gè)通道之后的衰減程度。

從下面這張圖中我們可以更明顯的看出：

紅色是某發(fā)送端信號(hào)的頻譜，藍(lán)色曲線是通道的插損，藍(lán)色頻譜是接收端的頻譜，可以看到各個(gè)頻段的衰減比例跟插損是一一對(duì)應(yīng)的。而在有源眼圖中，發(fā)送端紅色的理想眼圖經(jīng)過(guò)一個(gè)如此差的通道后變成了三個(gè)眼睛的怪物。

在鏈路中，輸出芯片符合輸出的要求，接收芯片符合接收的要求，那我們就可以通過(guò)規(guī)定通道對(duì)于輸出信號(hào)各個(gè)頻點(diǎn)的衰減（也就是S參數(shù)）來(lái)確定通道是否符合要求。