S參數理解中常見的六個疑惑-云帆興燁
在本文中，我們了總結S參數容易出現疑惑的六個地方，并給出了詳細解釋。
S參數的適用對象
輸出與輸入之比是一個傳遞函數，它描述了系統對輸入正弦波的響應。
正弦波只有三個參數：
頻率
幅度
相位
當我們測量高速互連對正弦波的響應時，我們假設互連滿足三個重要特征：
無源的-沒有增益，只有損耗
線性的-互聯不改變輸入正弦波的頻率
時間不變的-靜態的，在測量過程中幾何形狀和其他特征未發生變化
這意味著當我們發送1 GHz的正弦波給DUT時，我們得到的也只是正弦波，唯一改變的是幅度和相位,在頻域中對正弦波的描述是一個復數，具有實部和虛部或幅值和相位。它們的復雜性質和用來描述它們的復雜數學公式有時也會引起混亂。
S參數的適用對象
端口阻抗的理解
端口是到DUT的連接，我們在其中測量正弦波信號，考慮端口的方法是將它理解為具有特定特性阻抗的同軸電纜連接器，并且既連接到的信號又連接到返回路徑，如圖2所示。
如果不設計與返回路徑的連接，則信號將自己找到一條路徑，你可能不喜歡它找到的路徑。
端口阻抗的設定和影響
端口是測量或仿真的系統的一部分，入射信號和可能的反射信號將同時在同一端口中傳播，并且不會相互影響。提取S參數的系統將分離出入射和反射的信號。
端口阻抗與DUT一樣重要，都會影響S參數，除非有很強的合理理由，否則請始終使用50歐姆。如果使用其他的端口阻抗，它將會在Touchstone文件中標識，但是S參數的形狀和樣式將有所不同。
S參數的端口標識
S參數是“散射"參數的縮寫，是對進入被測器件（DUT）的散射電壓波與入射電壓波之比的度量。S參數源自頻域中的網絡分析方法，在頻域中電壓波指的是正弦波
當有多個連接到DUT的端口時，我們會使用從開始的唯一連續索引號來標識它們。原則上，只要標識的方式保持一致，連接到DUT的端口的索引號就不重要，但在實踐中，我發現這一問題是錯誤解釋的根源
端口索引號很重要，因為這是我們標記每個S參數元素的方式。例如，在DUT上有四個端口，進出端口共有16種組合。
我們使用分配給端口的索引號作為唯一標識每個S參數元素的方式。由于每個 S參數元素。
按照一般的理解，將進入端口1并從端口 S參數稱為S12，不是合理的嗎？
但是由于S參數背后的矩陣數學運算，這不是標記S參數元素的正確方式。輸出端口是第一個索引，輸入端口是第二個索引。此此S參數應該被標識為S21。
如何識別S參數的端口分配
如果DUT有一個或兩個端口，則只有一種分配端口的方法。但是，如果有四個端口，則會有多個可能的分配方案，圖3顯示了4端口DUT兩種可能的端口分配方式。
所使用的端口分配不同，對S參數的解釋就會不同， 如果使用方法A，則插入損耗為S21。 如果使用方法B，則插入損耗為S31。 如果S參數模型用于電路仿真中，而不查看文件，則會得到錯誤的仿真結果，如果注意到仿真看起來不對勁，可能會浪費大量的時間來試圖使結果合理化。
判斷S參數模型使用的端口分配的方法是查看S參數，圖4顯示了性能很差的互連的示例，此互連具有不同的端口分配。 如果S21看起來像插入損耗，從低頻0 dB開始單調下降，則端口分配為方法A（右）。 如果是S31是這樣的狀況，則為方法B（左），無論哪種方式，插入損耗都很容易識別。