如何分析PCB的阻抗和損耗！

PCB的阻抗和損耗對(duì)高速信號(hào)的傳輸至關(guān)重要。為了分析如此復(fù)雜的傳輸通道，我們可以通過(guò)傳輸通道的沖擊響應(yīng)來(lái)研究其對(duì)信號(hào)的影響。

電路的沖擊響應(yīng)可以通過(guò)傳輸窄脈沖來(lái)獲得。理想的窄脈沖應(yīng)該是一個(gè)寬度無(wú)限窄、幅度非常高的窄脈沖。當(dāng)窄脈沖沿傳輸線傳輸時(shí)，脈沖會(huì)擴(kuò)大，擴(kuò)大后的形狀與線路的響應(yīng)有關(guān)。從數(shù)學(xué)上講，通道的沖擊響應(yīng)和輸入信號(hào)卷積可以得到通道傳輸后信號(hào)的波形。沖擊響應(yīng)也可以通過(guò)通道的階躍響應(yīng)來(lái)獲得，因?yàn)殡A躍響應(yīng)的微點(diǎn)是沖擊響應(yīng)，所以兩者是平等的。

似乎我們找到了解決問(wèn)題的方法，但在實(shí)際情況下，理想狹窄的脈沖或無(wú)限陡峭的階躍信號(hào)不存在，不僅難以產(chǎn)生，而且精度難以控制，所以在實(shí)際測(cè)試中使用正弦波測(cè)試頻域響應(yīng)，通過(guò)相應(yīng)的物理測(cè)試系統(tǒng)軟件得到時(shí)域響應(yīng)。與其他信號(hào)相比，正弦波更容易產(chǎn)生，其頻率和范圍精度更容易控制。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀VNA（vectornetworkanalyzer）在幾十GHz的頻率范圍內(nèi)，可以通過(guò)正弦波掃描頻率準(zhǔn)確測(cè)量傳輸通道對(duì)不同頻率的反射和傳輸特性，動(dòng)態(tài)范圍超過(guò)100dB。因此，在現(xiàn)代高速傳輸通道分析中，主要采用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行測(cè)量。

S參數(shù)可用于被測(cè)系統(tǒng)對(duì)不同頻率正弦波的反射和傳輸特性（S-parameter）S參數(shù)描述了被測(cè)器對(duì)不同頻率正弦波的傳輸和反射特性。如果我們能得到傳輸通道對(duì)不同頻率正弦波的反射和傳輸特性，理論上我們可以預(yù)測(cè)傳輸通道后真實(shí)數(shù)字信號(hào)的影響，因?yàn)檎鎸?shí)數(shù)字信號(hào)可以被認(rèn)為是由許多不同頻率的正弦波組成的。

單端傳輸線包含4個(gè)S參數(shù)：S111、S22、S21、S12。S11和S22分別反映了1端口和2端口對(duì)不同頻率正弦波的反射特性。S21反映了從1端口到2端口的不同頻率正弦波的傳輸特性，S12反映了從2端口到1端口的不同頻率正弦波的傳輸特性。對(duì)于差異化的傳輸線，由于共有4個(gè)端口，其S參數(shù)更為復(fù)雜，共16個(gè)。一般來(lái)說(shuō)，差分傳輸線的S參數(shù)將由4端口甚至更多端口的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量。

如果得到測(cè)量差分線的16個(gè)S參數(shù)，已經(jīng)得到了差分線的許多重要特性。例如，SDD21參數(shù)反映了差分線的插入損耗特性，SDD11參數(shù)反映了其回波損耗特性。