一、差分平衡參數(shù)測試的應(yīng)用背景

隨著信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，對網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求越來越高，就需要信息設(shè)備（如大型服務(wù)器、超級計算機和交換機等）能夠承載的數(shù)據(jù)速率越來越快。目前，信息設(shè)備中均采用差分平衡方式進行高速數(shù)據(jù)的傳輸，信息設(shè)備生產(chǎn)商對這類高速互連通道的信號完整性問題也愈發(fā)重視，差分平衡參數(shù)是其中一個重要測試項。

二、差分平衡參數(shù)測試原理

1、平衡器件的定義

傳統(tǒng)的射頻微波器件是單端的，即單輸入單輸出，且輸入輸出接口上的信號有共同的參考地平面，如圖1所示。

圖1 單端器件

但隨著先進的MMIC集成電路的出現(xiàn)，越來越多的射頻電路開始使用差分平衡形式來設(shè)計。計算機、服務(wù)器中背板的差分平衡時鐘速率已到達上百吉比特每秒，速率如此之高也必須按照射頻和微波器件來考慮。

圖2 平衡器件

平衡器件的輸入或輸出都是兩端口的。平衡器件所傳輸?shù)男盘柺莾蓚€端口之間電平的差值或平均值，輸入的兩端口或輸出的兩個端口之間互為參考，而不是以地為參考，如圖2所示。

理想情況下，當(dāng)差分平衡器件的輸入端加上幅度相等、相位相差180度的差模信號時，輸出端得到的也是差模信號，這種工作模式稱為“差模/差?！蹦Ｊ?。理想差分傳輸線不會傳輸幅度相等相位相同的信號，即共模信號，對共模干擾有很好的抑制作用。實際上差分傳輸線輸入和輸出的信號都不可能是理想的，輸入和輸出信號中都有以地為參考的共模信號存在。由差模信號激勵得到共模信號的工作模式稱為“差模/共?！蹦Ｊ?。如果輸入信號中含有共模信號，同樣也會激勵得到差模和共模信號，對應(yīng)的工作模式分別為“共模/差?！焙汀肮材?/span>/共?！蹦Ｊ?。

其中“共模/差模”模式會在輸出的差模信號中引入噪聲，于是差分傳輸線抑制由共模信號激勵產(chǎn)生差模信號的能力將是判斷一個該器件性能優(yōu)劣的重要指標。傳統(tǒng)的S參數(shù)并不能區(qū)分差模信號和共模信號，更不能反映差分傳輸線各模式的傳輸和不同模式的轉(zhuǎn)化特性，因此無法準確衡量一個差分平衡器件的性能。為完整表征一個差分平衡器件的特性，需要知道它在差模和共模激勵下的響應(yīng)，以及在這兩種激勵下的模式轉(zhuǎn)換信息，以4端口的平衡參數(shù)為例，混合模S參數(shù)矩陣可以完整表征其特性指標。

其中，混合模S參數(shù)用Sabxy的形式表示，前面兩個下標分別表示響應(yīng)和激勵信號的模式，d代表差模信號，c代表共模信號，后兩位數(shù)字下標分別表示響應(yīng)和激勵的端口。矩陣的左上象限表示傳輸線在差模激勵下的差模響應(yīng)，右下象限表示傳輸線在共模激勵下的共模響應(yīng)；矩陣的左下象限表示傳輸線在差模激勵下的共模響應(yīng)，右上象限表示傳輸線在共模激勵下的差模響應(yīng)，這兩個象限描述了差分傳輸線的模式轉(zhuǎn)換信息。

2、3672差分平衡參數(shù)設(shè)置

任何差分平衡參數(shù)測試，首先需要創(chuàng)建相應(yīng)的混合模S參數(shù)的軌跡。

1) 設(shè)置軌跡運算的方法

菜單路徑：[軌跡]→[新建軌跡]→[平衡參數(shù)]，顯示新建軌跡對話框。

2) 平衡器件拓撲設(shè)置方法