S参数转TDR(阻抗)--网络分析仪“变”采样示波器

高速电路设计的工程师都知道，在进行高速电路设计时，对传输线的阻抗有明确的要求，给板厂发生产文件（Gerber）时也会一而再，再而三的告诉他们要控制好阻抗。比如下图所示在PCB中定义每一层的阻抗要求。

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阻抗不连续会导致信号完整性的问题，比如信号反射、非单调、抖动增大、误码增多等等。还有可能增大能量辐射造成EMI的问题，也会减少器件的寿命等等。

不仅仅是PCB，还有连接器、线缆、芯片设计也一样有明确的阻抗要求。既然在设计的时候有定义阻抗，那么就需要测量生产出来的产品，检查其是否能满足阻抗的要求。一般使用采样示波器、网络分析仪或者简易的阻抗测试仪测量。前面两种我都使用过，精度都非常高，后面一种只是在展会上试用过，在特定的场合其精度也不错。

今天咱们介绍的并不是这些仪器，也不对比他们的优劣。今天要给大家介绍的是当大家使用网络分析仪测试获得S参数或者仿真获得S参数时，如何获得TDR的结果。尽管S参数能完全的描述PCB、线缆等传输线的无源特性，但是这些都是频域的，只能表征整体的特性，无法表征物理结构每一个点的变化情况。

TDR的结果表征的是阻抗随着时间的变化。

在ADS中有多种方式可以把频域的S参数转换为TDR的结果，在本文中给大家介绍一种常用的方式，即采用编辑公式的方式，把S参数转换为TDR结果。

先建立一个原理图：

这是一个差分对传输线的S参数仿真原理图，仿真完成后，在ADS的数据显示窗口中先编辑一个单端转差分的公式SDD11=0.5*(S11-S31+S33-S13)(不会的，可以参考下文ADS信号完整性专题之如何将单端S参数转化为差分S参数)

S参数转换为TDR使用的公式为TDR= tdr_sp_imped(Sii, delay, zRef, Tstart, Tstop, NumPts, window)。根据此公式编辑差分对S参数转TDR阻抗公式并查TDR结果曲线，如下图所示：

如果是单端的S2P的文件，则把SDD11修改为S11，参考阻抗zRef修改为50ohm（具体参考阻抗zRef、截止时间Tstop修改为多少，则根据实际情况而定）。