一前言

書接上回重磅--數(shù)字高清攝像頭POC電感方案，想必大家已經(jīng)對POC有個初步的了解，大家可能對文中提到的S參數(shù)指代的意思是什么？為什么S參數(shù)能夠評價POC電感的好壞不是很理解，今天就為大家介紹一下S參數(shù)。

二S參數(shù)

S參數(shù)是一種頻域模型，在頻域的每一個頻點都可以通過該頻點的S參數(shù)來得到入射信號和反射信號之間的一組關(guān)系。這種方法不關(guān)注網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的具體結(jié)構(gòu)，無論網(wǎng)路內(nèi)部結(jié)構(gòu)是什么，只要網(wǎng)絡(luò)是線性不變的，就可以當(dāng)作“黑盒子”處理。不論哪個端口有入射信號進(jìn)入黑匣子，就能夠通過S參數(shù)得到這個黑匣子從各個端口散射出來的信號，S參數(shù)實際上正是散射參數(shù)（Scatter Parameters）的簡稱。

三S11的含義

S11表示端口1出來的正弦信號和端口1進(jìn)入的正弦信號的比值。通常把他S11稱為回?fù)軗p耗（Return Loss）。S11反映的是互連結(jié)構(gòu)作為一個整體（黑盒子）的反射情況，這個反射是端口阻抗和“黑盒子”的輸入阻抗不匹配而產(chǎn)生的，不同頻率下“黑盒子”表現(xiàn)出來的輸入阻抗不同，因此反射量也不同，這就是S11所代表的真實信息。S11對于互連結(jié)構(gòu)的輸入阻抗非常敏感。

四S11提取特性阻抗

對于均勻傳輸線，輸入阻抗和傳輸線的特性阻抗之間存在如下關(guān)系：

其中，Z0表示傳輸線的特性阻抗，Zin_open表示傳輸線末端開路時的輸入阻抗，Zout_short表示傳輸線末端短路時的輸入阻抗。因此，如果想得到傳輸線的特性阻抗，可以首先仿真得到開路和短路情況下的S11，然后根據(jù)兩種情況下的S11分別求得兩種情況下的輸入阻抗，最后就能計算出傳輸線的特性阻抗。

這種方法在僅拿到傳輸線的S參數(shù)，但對傳輸線情況一無所知的情況下尤其有用。開路和短路仿真結(jié)構(gòu)如下圖，開路和短路情況下提取S11的參數(shù)，計算其特性阻抗。

五S21的含義

S21表示從端口2出來的正弦波和從端口1進(jìn)入的正弦波的比值。工程中通常把S21稱為插入損耗（Insertion Loss）。因此S21表示的時各個頻點的正弦信號傳輸?shù)交ミB結(jié)構(gòu)末端的情況。任何的互連結(jié)構(gòu)都會使其傳輸?shù)男盘柈a(chǎn)生損耗。互連結(jié)構(gòu)的損耗主要有以下幾種：

1. 電阻性損耗。

2. 介質(zhì)的極化損耗，通常稱為介質(zhì)損耗。

3. 信號反射引起的損耗。

4. 與鄰近傳輸線發(fā)生耦合而導(dǎo)致部分能量傳遞到鄰近傳輸線。

5. 輻射損耗。

線本身存在電阻，電流流過時會消耗能量并轉(zhuǎn)化為熱能，當(dāng)信號頻率升高，電流會趨于走線表面，而走線表面存在許多細(xì)小的突起，電流流過這些突起時，阻抗進(jìn)一步增加。交流電場使得介質(zhì)中的電偶極子極化方向不斷變化，這也需要消耗能量，并轉(zhuǎn)化為熱能散發(fā)掉了，這就是介質(zhì)損耗。

互連結(jié)構(gòu)中由于阻抗不連續(xù)使得部分能量反射回源端，未能到接收端，使得接收的能量損失，除了阻抗不連續(xù)外，如過孔殘樁諧振和腔體諧振引起的損失也可歸為信號反射損耗。

于相鄰傳輸線之間的耦合產(chǎn)生的串?dāng)_，串?dāng)_噪聲是信號損失并且耦合到鄰近線的部分能量。

看完以上內(nèi)容相信大家對S參數(shù)有了初步了解，對于POC電路來說S參數(shù)是衡量其信號完整性以及電路可靠性的重要標(biāo)準(zhǔn)。以上內(nèi)容皆為小編個人觀點，如有不同見解，歡迎大家在評論區(qū)討論。

審核編輯：劉清