S參數(shù)轉(zhuǎn)TDR(阻抗)--網(wǎng)絡(luò)分析儀“變”采樣示波器

高速電路設(shè)計(jì)的工程師都知道，在進(jìn)行高速電路設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)傳輸線的阻抗有明確的要求，給板廠發(fā)生產(chǎn)文件（Gerber）時(shí)也會(huì)一而再，再而三的告訴他們要控制好阻抗。比如下圖所示在PCB中定義每一層的阻抗要求。

阻抗不連續(xù)會(huì)導(dǎo)致信號(hào)完整性的問(wèn)題，比如信號(hào)反射、非單調(diào)、抖動(dòng)增大、誤碼增多等等。還有可能增大能量輻射造成EMI的問(wèn)題，也會(huì)減少器件的壽命等等。

不僅僅是PCB，還有連接器、線纜、芯片設(shè)計(jì)也一樣有明確的阻抗要求。既然在設(shè)計(jì)的時(shí)候有定義阻抗，那么就需要測(cè)量生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品，檢查其是否能滿足阻抗的要求。一般使用采樣示波器（帶TDR模塊）、網(wǎng)絡(luò)分析儀（帶TDR選件）或者簡(jiǎn)易的阻抗測(cè)試儀測(cè)量。前面兩種我都使用過(guò)，精度都非常高，后面一種只是在展會(huì)上試用過(guò)，在特定的場(chǎng)合其精度也不錯(cuò)。

今天咱們介紹的并不是這些儀器，也不對(duì)比他們的優(yōu)劣。今天要給大家介紹的是當(dāng)大家使用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試獲得S參數(shù)或者仿真獲得S參數(shù)時(shí)，如何獲得TDR的結(jié)果。盡管S參數(shù)能完全的描述PCB、線纜等傳輸線的無(wú)源特性，但是這些都是頻域的，只能表征整體的特性，無(wú)法表征物理結(jié)構(gòu)每一個(gè)點(diǎn)的變化情況。

TDR的結(jié)果表征的是阻抗隨著時(shí)間的變化。

在ADS中有多種方式可以把頻域的S參數(shù)轉(zhuǎn)換為T(mén)DR的結(jié)果，在本文中給大家介紹一種常用的方式，即采用編輯公式的方式，把S參數(shù)轉(zhuǎn)換為T(mén)DR結(jié)果。

先建立一個(gè)原理圖：

這是一個(gè)差分對(duì)傳輸線的S參數(shù)仿真原理圖，仿真完成后，在ADS的數(shù)據(jù)顯示窗口中先編輯一個(gè)單端轉(zhuǎn)差分的公式SDD11=0.5*(S11-S31+S33-S13)(不會(huì)的，可以參考下文ADS信號(hào)完整性專題之如何將單端S參數(shù)轉(zhuǎn)化為差分S參數(shù))

S參數(shù)轉(zhuǎn)換為T(mén)DR使用的公式為T(mén)DR= tdr_sp_imped(Sii, delay, zRef, Tstart, Tstop, NumPts, window)。根據(jù)此公式編輯差分對(duì)S參數(shù)轉(zhuǎn)TDR阻抗公式并查T(mén)DR結(jié)果曲線，如下圖所示：

如果是單端的S2P的文件，則把SDD11修改為S11，參考阻抗zRef修改為50ohm（具體參考阻抗zRef、截止時(shí)間Tstop修改為多少，則根據(jù)實(shí)際情況而定）。