SPARQ系列述评之二

　　信号完整性仿真是在系统做成实物之前对整个系统进行仿真，系统中各个部分使用等效的电路模型，如下图5的高速背板系统可以等效为图6的模型。芯片使用厂家提供的HSPICE模型或者IBIS模型来等效，通道(包括接插件、过孔、传输线等)通常使用S参数模型来等效。

图5 典型的高速背板系统 图6 典型的高速背板系统等效模型

　　通道的S参数模型可以通过仿真软件提取得到，在完成实物以后，再使用测试方法进行S参数的测试验证以及系统整体性能的验证，如测试高速信号的眼图、抖动等。

　　由于硬件工程师无法改变芯片的模型，他们能够分析研究的主要是整个链路的通道，而整个链路的通道响应特性可以由S参数来衡量。S参数可以反应通道中各个组成成分的特性，如损耗、衰减、反射等。因此仿真中S参数的正确性将直接影响到仿真结果的正确性和可信性。因此，在系统完成后对S参数进行测试验证是非常有必要的。

　　三、S参数可反应出所有的信号完整性问题

　　下图7所示为一个二端口S参数中的S11和S21的基本图示，蓝色的表示S11参数又称为回波损耗,粉红色的表示S21系数又称为插入损耗,S11表示信号经过通道后的反射情况，S21表示信号经过通道后的损耗情况。从图中可见，随着频率的升高(S参数曲线的横轴表示频率，纵轴表示幅度)，反射越来越强(S11曲线越接近0dB),损耗越大(S21曲线下降的越大)。反射越强表明系统的匹配可能没有做好，通道损耗过大表明走线可能太长了，曲线不平滑则表明通道的阻抗连续性不是很好等。

 　　四、S参数的测量

　　S参数通常使用TDR(时域反射计)或者VNA(矢量网络分析仪)来测量，但这两者都比较昂贵。尤其是VNA，因为其主要用于微波领域，包含有很多具有微波特性的功能，因此价格往往比较贵，且功能复杂，操作校准都需要一定的专业知识才不容易出错，而信号完整性领域的S参数测试则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专用于信号完整性领域的S参数测量的仪器，叫SPARQ，即信号完整性网络分析仪，用一句话概括即：SPARQ是一键操作式40GHz,4端口信号完整性网络分析仪，是信号完整性工程师以经济型投入并能够快速、方便、准确的测量出S参数和TDR的一种新型仪器。这款仪器非常适合于广大信号完整性工程师使用。