年少不知回损好，却把插损当作宝
发布时间：2023-04-17 14:39
37000Cm威尼斯高速先生成员：黄刚
因为本期要讲的是插损和回损的关系，因此本文的开头，我们还是首先回顾下S参数的概念。首先我们需要知道S参数其实是个黑匣子，什么是黑匣子呢，那就是我们其实不需要知道它包含了哪些链路结构，不管是多长的走线，里面有多少个过孔，或者说是经过了多少个连接器，我们只关心这个未知链路的源端和末端这两个位置的表现。以一个2端口网络为例，那我们在其中一个端口发送入射波，然后我们分别观测另外一个端口接收的透射波和原来端口收到的反射波，然后根据对应的比例运算，就能得到S11和S21，其中我们把S11定义为回波损耗，简称回损，S21定义为插入损耗，简称插损。
那么很多人就会有如下的认知，那就是既然我们是看接收端的性能，那不就是插损小就ok了吗？似乎回损在接收端没有表现出它的影响吧？的确，从公式上说，好像接收端的性能真的和回损没什么关系，因为回损只是考量反射回源端的能量和入射能量的比值而已，对于接收端而言，只要传到那里的能量越多，那么自然S21就越好，插损越小不就性能越好了吗？
行，那高速先生今天就做一个非常非常特别的仿真来研究回损到底对通道性能有没有影响。同样我们以一个10Gbps的速率来通过要验证的通道，那么问题来了，在链路上一般都是回损越差的时候插损也会受到影响而变差，我们有没有可能得到一个插损一样，但是回损不同的通道参数来很直观的对比回损的影响呢？这样的参数在实际链路中是不可能有的，但是不要紧，实际上没有，但是高速先生在仿真中可以创造出来！
高速先生做出插损完全一样，但是回损分别是-40db（非常好），-20db（很好），-10db（很一般）和-5db（比较差）的四条通道S参数。分别如下所示：插损均为5db左右。
回损分别是前面说的，-40db，-20db，-10db和-5db。
是的，刚说了，这种差异的通道S参数在实际链路中是没有的，只存在于理论研究上，用到的4个S参数刚好就可以去研究插损不变，单纯是回损的影响了。
那我们用一组理想的收发模型发送和接收10Gbps速率的码型，然后中间分别通过这4个通道S参数，我们来看看接收端的表现如何。
首先我们来比较大家都觉得最没悬念的-40db和-20db的两个通道，为什么说他们没悬念，因为别说-40db回损了，在很多高速无源协议中，-20db回损都是非常理想的指标啦！那我们就先看这两个通道的接收端情况，分别用上面sigrity软件仿真，对比结果如下：
从眼图结果上看基本上没什么区别，这也证明回损其实到-20db之后的影响就非常的小了，符合我们的理论。那重点来了，我们来看看-10db到-5db这个回损量级是不是同样也没有影响呢？
那我们先看-10db的情况吧，我们用同样的10G速率的码型通过-10db的通道，仿真结果是这样的。没想到回损去到-10db之后，眼图的变化就已经那么大了，无论是从眼高还是眼宽，甚至是波形的轮廓都有一定的恶化。
真不敢想象5db通道的眼图情况是怎么样的，那我们接着往下看吧，同样的码型经过-5db通道后结果如下，结果再从-10db回损的眼图中恶化了一大截，眼高只有不到600mV了。
最后总结一下，上面4种case的眼图是基于插损完全相同，只是单纯回损不同的变化。所以大家以后在设计和仿真高速信号时，千万不要说回损不重要了哦，接收端的结果除了插损要小之外，回损也是需要保证的，并而回损做到板级好的指标后，对通道性能的帮助其实丝毫不亚于插损的贡献哈！
