S参数模型和 IBIS模型入门

S参数模型   基于频域的行为级模型,  S参数主要用于分析高频无源结构。  

  S参数描述的通道对信号的影响和通道的特性。

描述线性无源互连结构的一种行为模型,来源于网络分析法。

S参数模型不考虑互连结构的具体形式,把互连结构看成一个黑盒子,信号的输入和输出是通过端口来实现的,不关心互连结构内部的情况,仅通过端口处的能量就可以描述互连结构的行为特征。

根据信号的频域特性,任何信号都可以拆解为一系列不同频率下正弦波的叠加。

S参数关注两个方面的信息:

1、不同频率的正弦波叠加组成的输入信号到达接收端的接口时,接收端接收到的各个分量的幅度与相位的信息;

2、组成信号的各个频点的正弦波被反射后,各个频点分量的幅度与相位的信息。

S参数描述的通道对信号的影响和通道的特性。

随着频率的不断增加,高频频点的正弦波信号传输到接收端的信号能力将逐渐减少,S参数能够清晰地描述各个频点的正弦波信号通过互连导通后的衰减情况。    

采用S参数步进可以分析导通对信号的影响,还可以根据需要补偿一些衰减比较严重的频点。

S参数可以表述如下: S=端口输出的正弦波/端口输入的正弦波;

正弦波特性的两个参数:    Mag(幅度)   Phase(相位)

Mag(S)=输出端口正弦波的幅度/输入端口正弦波的幅度;

Phase(S)=Phase(输出端口正弦波的相位)-Phase(输入端口正弦波的相位)

为了便于表示幅度变化,通常采用dB的单位:S(dB)=20lg(Mag(S));

S参数中用的较多的是 回波损耗和插入损耗。  

插入损耗:将某些器件或分支电路(滤波器、阻抗匹配器件)加进某一电路时。能量或增益的损耗。

回波损耗:反射损耗,阻抗不匹配所引起的反射,是一对线自身的反射,发生在阻抗不匹配的地方。

IBIS模型( I/O Buffer Information Specification):用来描述IC器件的输入、输出和I/O Buffer行为特性的文件,是一个行为模型。

IBIS:   核心     Buffer模型。         Buffer  缓冲器 

描述一个Buffer的输入和输出阻抗、上升和下降时间、以及不同情况下的上拉和下拉。因此工程人员可以利用这个模型对PCB板上的电路系统进行SI、串扰、EMC及时序分析。

在信号完整性分析中,不能简单的认为这些高速转换的信号是纯粹的数字信号,还必须考虑到它们的模拟行为

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