年少不知回損好，卻把插損當作寶
發(fā)布時間：2023-04-17 14:39
一博高速先生成員：黃剛
因為本期要講的是插損和回損的關(guān)系，因此本文的開頭，我們還是首先回顧下S參數(shù)的概念。首先我們需要知道S參數(shù)其實是個黑匣子，什么是黑匣子呢，那就是我們其實不需要知道它包含了哪些鏈路結(jié)構(gòu)，不管是多長的走線，里面有多少個過孔，或者說是經(jīng)過了多少個連接器，我們只關(guān)心這個未知鏈路的源端和末端這兩個位置的表現(xiàn)。以一個2端口網(wǎng)絡(luò)為例，那我們在其中一個端口發(fā)送入射波，然后我們分別觀測另外一個端口接收的透射波和原來端口收到的反射波，然后根據(jù)對應(yīng)的比例運算，就能得到S11和S21，其中我們把S11定義為回波損耗，簡稱回損，S21定義為插入損耗，簡稱插損。
那么很多人就會有如下的認知，那就是既然我們是看接收端的性能，那不就是插損小就ok了嗎？似乎回損在接收端沒有表現(xiàn)出它的影響吧？的確，從公式上說，好像接收端的性能真的和回損沒什么關(guān)系，因為回損只是考量反射回源端的能量和入射能量的比值而已，對于接收端而言，只要傳到那里的能量越多，那么自然S21就越好，插損越小不就性能越好了嗎？
行，那高速先生今天就做一個非常非常特別的仿真來研究回損到底對通道性能有沒有影響。同樣我們以一個10Gbps的速率來通過要驗證的通道，那么問題來了，在鏈路上一般都是回損越差的時候插損也會受到影響而變差，我們有沒有可能得到一個插損一樣，但是回損不同的通道參數(shù)來很直觀的對比回損的影響呢？這樣的參數(shù)在實際鏈路中是不可能有的，但是不要緊，實際上沒有，但是高速先生在仿真中可以創(chuàng)造出來！
高速先生做出插損完全一樣，但是回損分別是-40db（非常好），-20db（很好），-10db（很一般）和-5db（比較差）的四條通道S參數(shù)。分別如下所示：插損均為5db左右。
回損分別是前面說的，-40db，-20db，-10db和-5db。
是的，剛說了，這種差異的通道S參數(shù)在實際鏈路中是沒有的，只存在于理論研究上，用到的4個S參數(shù)剛好就可以去研究插損不變，單純是回損的影響了。
那我們用一組理想的收發(fā)模型發(fā)送和接收10Gbps速率的碼型，然后中間分別通過這4個通道S參數(shù)，我們來看看接收端的表現(xiàn)如何。
首先我們來比較大家都覺得最沒懸念的-40db和-20db的兩個通道，為什么說他們沒懸念，因為別說-40db回損了，在很多高速無源協(xié)議中，-20db回損都是非常理想的指標啦！那我們就先看這兩個通道的接收端情況，分別用上面sigrity軟件仿真，對比結(jié)果如下：
從眼圖結(jié)果上看基本上沒什么區(qū)別，這也證明回損其實到-20db之后的影響就非常的小了，符合我們的理論。那重點來了，我們來看看-10db到-5db這個回損量級是不是同樣也沒有影響呢？
那我們先看-10db的情況吧，我們用同樣的10G速率的碼型通過-10db的通道，仿真結(jié)果是這樣的。沒想到回損去到-10db之后，眼圖的變化就已經(jīng)那么大了，無論是從眼高還是眼寬，甚至是波形的輪廓都有一定的惡化。
真不敢想象5db通道的眼圖情況是怎么樣的，那我們接著往下看吧，同樣的碼型經(jīng)過-5db通道后結(jié)果如下，結(jié)果再從-10db回損的眼圖中惡化了一大截，眼高只有不到600mV了。
最后總結(jié)一下，上面4種case的眼圖是基于插損完全相同，只是單純回損不同的變化。所以大家以后在設(shè)計和仿真高速信號時，千萬不要說回損不重要了哦，接收端的結(jié)果除了插損要小之外，回損也是需要保證的，并而回損做到板級好的指標后，對通道性能的幫助其實絲毫不亞于插損的貢獻哈！
