概述：USB ,DP, CNVI以及LPDDR4，LPDDR5等協(xié)議，在仿真的時候除了需要查看有源眼圖之外，往往還需要查看S參數(shù)的合規(guī)性。各種協(xié)議對于損耗的要求不盡相同，SerDes協(xié)議大多會要求插入損耗和回波損耗以及共模回波損耗，遠端串擾等指標。本文從S參數(shù)處理出發(fā)，利用ADS的原理圖和DATA處理軟件，查看差模/共模S參數(shù)，旨在給大家分享一個方法。

1.單端差分參數(shù)的來源：

SerDes協(xié)議單端參數(shù)一般有兩個來源，對應(yīng)不同的部件

(1)、FPC,FFC,CONN等器件的S參數(shù)主要來源于實際測試。利用網(wǎng)絡(luò)分析儀測試完成后直接保存為SnP格式的S參數(shù)模型即可。當然也可以用EMPro進行3D仿真提取S參數(shù)，但系統(tǒng)廠商一般不會自己做。

（2）、主板（MB）和DB主要來自于仿真軟件提取，例如ADS 中的SIPro/PIPro，我們也是利用ADS的SIPro/PIPro提取的，具體流程如下：

此時獲得的S參數(shù)有兩個問題需要解決：（1）ADS直接提取的S參數(shù)是單端的，需要轉(zhuǎn)化成差分進行查看，當然軟件可以自動將其轉(zhuǎn)化成差模進行查看。如下操作即可：

（2）ADS提取的只有主板或者與之連接的小板的S參數(shù)，需要查看整個鏈路的S參數(shù)需要將所有的S參數(shù)級聯(lián)到一起，整合成新的S參數(shù)查看，如下圖一個含Retimer的USB4的鏈路結(jié)構(gòu)。

2.級聯(lián)S參數(shù)的一種方法

如上所講，需要將各部件的S參數(shù)整合到一起看整個鏈路的損耗值是多少dB,當然對于經(jīng)驗豐富的工程師來講不聯(lián)合起來，也可以通過他們多年的豐富經(jīng)驗簡單的相加關(guān)鍵頻點的S參數(shù)就可以判斷結(jié)果。我們只不過是提供一種方法，利用ADS中的Simulation-S-Param進行重新的整合提取.

(1)、導(dǎo)入已有所有的S參數(shù)，并將其正確地連接起來。步驟如下圖：

（2）、添加TermG 連接到對應(yīng)的Port或者可以直接添加Balun4做差模S參數(shù)仿真。下面分別把兩種方法列舉了出來。

A.加TermG：

B.加Balun：

(3)、添S-PARAMETERS仿真器，并設(shè)置掃描條件，添加SPOutput可輸出SnP格式的S參數(shù)。

設(shè)置好之后掃描，在數(shù)據(jù)處理視窗中查看S參數(shù)結(jié)果。

3.數(shù)據(jù)處理視窗中的處理：

仿真后可進入數(shù)據(jù)處理視窗查看結(jié)果，并處理結(jié)果。首先可以查看單端仿真的結(jié)果：

USB4的協(xié)議里面要求的是差模損耗和共模損耗，首先需要將我們仿真的單端S參數(shù)轉(zhuǎn)化成差分S參數(shù)：

加入USB4的共模回損標準：

可以看到在12G的時候差模的結(jié)果是Fail的,相差0.368dB需要優(yōu)化。

下一步查看回損：

加入回損標準：

可以看到損耗是pass的，滿足協(xié)議要求。

補充：損耗標準的公式：

A1=-3.5+8.3*log10(freq/12/1E9)

SS=if(freq>=0&&freq<=3E9)then -8.5 else if(freq>=3e9&&freq<=12e9)then A1 else 0

分段函數(shù)利用if（……）then A，else 的語句與C語言比較相似。

總結(jié)：利用原理圖中的Simulation-S-Param可以很好的處理多級互聯(lián)S參數(shù),仿真快速，查看方便。ADS提供的DATA處理視窗可以很好的利用函數(shù)進行差模共模轉(zhuǎn)換，并且快速的導(dǎo)入?yún)f(xié)議標準，查看仿真結(jié)果是否滿足協(xié)議要求。

另外仿真工程師一定要熟悉差/共模轉(zhuǎn)換的公式以及在Equation中編輯函數(shù)呈現(xiàn)協(xié)議標準的方法。

審核編輯：劉清