CN107943641A - 一种生成多端口s参数文档的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生成多端口S参数文档的方法及装置，方法包括按照高速链路的信号传输方向，将4N端口高速链路对应的S参数文档分解为多个S4P文档；利用VNA逐个进行量测，获取多个S4P文档；将所有S4P文档进行合并，得到多端口S参数文档。装置包括具有多端口高速链路的板卡、VNA网络分析仪和文档合并器；所述网络分析仪用于对分解的S4P文档进行逐个量测，所述文档合并器用于将多个S4P文档进行合并，生成多端口S参数文档。本发明在利用Expander扩展器的情况下，利用4端口VNA获取多端口的S参数，大大节省高速链路信号测试的成本。

Description

一种生成多端口S参数文档的方法及装置
技术领域
本发明涉及计算机技术领域,具体地说是一种生成多端口S参数文档的方法及装置。
背景技术
在Server产品系统设计时，为验证主板及附属子板设计质量，各板卡后期SI(signal integrity)测试时，都会用VNA(Vector Net Analyzer，矢量网络分析仪)对各板卡开展各项频域指标量测，如Insertion loss(插入损耗)，Fext(Far End Crosstalk，远端串扰)等指标，以此判断PCB板卡上高速链路设计是否符合工业规范频域各指标要求。同时，相关设计部门也需要用到VNA提取PCB板卡上高速链路或Connector(连接器)的S参数文档开展相关工作，如提取Connector或Cable(线缆)等部件的S参数文档，以便SI仿真Team(仿真组)进行相关高速链路搭建后仿真模拟。
对于PCB板上高速链路，Connector及Cable等部件的频域S参数提取时，业界常规的VNA网络分析仪都是4Port接口，因而在提取相关部件的S参数文档时，也只能最多提取S4P文档，即最多4 Port S参数文档，然而，当Connector部件或PCB板上高速链路差分走线端口数量较多时，如要对3对差分走线进行频域S参数分析，即要提取12 port S参数文档话，采用现有的4 port VNA网络设备已无法实现。
要进行超过4port以上更多端口的S参数文档量测，业界常规做法是：在VNA设备上外扩多端口Expander扩展器，以便能开展多端口S参数数据量测提取。然而，因多端口Expander扩展器费用相当高，测量成本极大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生成多端口S参数文档的方法及装置，用于解决多端口S参数文件获取成本高的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种生成多端口S参数文档的方法，包括以下步骤：
按照高速链路的信号传输方向，将4N端口高速链路对应的S参数文档分解为多个S4P文档；
利用VNA逐个进行量测，获取多个S4P文档；
将所有S4P文档进行合并，得到多端口S参数文档。
进一步地，在所述步骤之前还包括搭建N对差分走线对应4N端口高速链路的仿真提取示意。
进一步地，所述高速链路的信号传输方向包括通道方向、远端串扰方向和近端串扰方向。
进一步地，所述将多端口高速链路对应的S参数文档分解为多个S4P文档的具体过程为：
区分差分走线对的Main channel和aggressor；
为每条差分走线的端口进行编号并区分每对差分走线的左右两侧；
提取每对aggressor与Main channel的同侧端口，形成近端串扰S4P文档；
提取每对aggressor与Main channel的异侧端口，形成远端串扰S4P文档；
提取Main channel的两侧端口，形成通道S4P文档。
进一步地，当N取值为3时，对应12端口的高速链路，将12端口高速链路的S参数文档分解成9个S4P文档，分别为4个远端串扰S4P文档、4个近端串扰S4P文档和1个通道S4P文档。
进一步地，利用Touchstone Combiner软件对S4P文档进行合并，得到多端口S参数文档。
本发明的实施例还提供了一种生成多端口S参数文档的装置，包括具有多端口高速链路的板卡、VNA网络分析仪和文档合并器；所述网络分析仪用于对分解的S4P文档进行逐个量测，所述文档合并器用于将多个S4P文档进行合并，生成多端口S参数文档。
进一步地，所述文档合并器为Touchstone Combiner软件。
发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
1、实施例中将多端口高速链路对应的S参数文档分解为多个S4P文档，对分解的端口利用VNA分别进行量测，获取多个S4P文档，利用软件工具将所有分解的S4P文档进行合并，得到多端口的S参数文档，仅仅通过现有的VNA设备即可实现对多端口S参数文档的获取，无需使用Expander扩展器，大大节省测试成本。
2、通过搭建N对差分走线对应4N端口高速链路的仿真提取示意，更加方便对多端口的S参数文档的分解和对应端口的提取，在进行VNA量测时，更加便捷，且减少出错的概率。
3、利用Touchstone Combiner软件对S4P文档进行合并，操作简单快速。
附图说明
图1是本发明方法实施例1的流程图；
图2是利用VNA进行4端口PCB板上高速链路量测的示意图；
图3是3对差分线、12端口顺序分配示意图；
图4是3对差分线，分别单独提取S4P文档的顺序示意图；
图5是本发明方法实施例2的流程图；
图6是搭建的3对差分线、12端口高速链路的仿真提取示意图；
图7是3对差分线，提取4端口Fext1R方向的仿真示意图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
如图1所示，本发明的一种生成多端口S参数文档的方法的一个实施例，该实施例包括以下步骤：
S11，按照高速链路的信号传输方向，将4N端口高速链路对应的S参数文档分解为多个S4P文档；
S12，利用VNA逐个进行量测，获取多个S4P文档；
S13，将所有S4P文档进行合并，得到多端口S参数文档。
如图2所示，利用VNA，对于1对差分走线、4端口的链路进行量测时，直接将VNA的每根测试线分别与差分线的同侧连接，即可获得S4P文档。
步骤S11中，高速链路的信号传输方向包括通道方向、远端串扰方向和近端串扰方向。在进行多端口高速链路对应的S参数文档进行分解时，以3对差分走线为例，如图3所示，具体的分解过程为：
S111，区分差分走线对的Main channel和aggressor；
S112，为每条差分走线的端口进行编号并区分每对差分走线的左右两侧；
S113，提取每对aggressor与Main channel的同侧端口，形成近端串扰S4P文档；
S114，提取每对aggressor与Main channel的异侧端口，形成远端串扰S4P文档；
S115，提取Main channel的两侧端口，形成通道S4P文档。
步骤S113、S114、S115的顺序可相互颠倒，按照上述步骤，得到如图4所示的9个S4P文档，分别为4个远端串扰S4P文档、4个近端串扰S4P文档和1个通道S4P文档。4个远端串扰文档为Fext1L、Fext1R、Fext2L和Fext2R，对应的端口配置分别为2，4，6，7、1，3，6，8、6，8，9，11和5，7，10，12；4个近端串扰文档为Next1L、Next1R、Next2L和Next2R，对应的端口配置分别为1，3，5，7、2，4，6，8、5，7，9，11和6，8，10，12；1个通道文档为Thru，对应的端口配置为5，7，6，8。
步骤S12中，利用如2所示的连接方式，将每对差分线的同侧端口连接NVA的一条测试线，对应的端口配置连接NVA的另一测试线，例如进行远端Fext1L文档量测时，将2、4端口和6、7端口分别连接不同的NVA测试线。利用VNA逐个获取9个S4P文档。
步骤S13中，利用Touchstone Combiner软件对S4P文档进行合并，得到多端口S参数文档。
为了验证上述实施例获取的S参数文档的准确性，我们将按照上述实施例获得的S参数文档与直接利用Expander扩展器获得的S12P文档进行比较，通过Cosmos Scope软件进行验证，合成的S参数文档与通过直接利用Expander扩展器获得的S12P文档的内容一致。
如图5所示，在上述实施例的基础上，本发明的一种生成多端口S参数文档的方法的另一实施例，该实施例包括以下步骤：
S21，搭建N对差分走线对应4N端口高速链路的仿真提取示意；
S22，按照高速链路的信号传输方向，将4N端口高速链路对应的S参数文档分解为多个S4P文档；
S23，利用VNA逐个进行量测，获取多个S4P文档；
S24，将所有S4P文档进行合并，得到多端口S参数文档。
步骤S21中，以3对差分走线为例，搭建的仿真提取示意如图6所示，将需要量测的board高速链路的端口以pin1-pin12表示，其中pin1、pin2、pin3、pin4为一对差分走线，相当于图3所示的aggressor#1差分对。进行步骤S21的仿真提取示意，能够更加方便对多端口的S参数文档的分解和对应端口的提取，在进行VNA量测时，更加便捷，且减少出错的概率。
步骤S22中与实施例1中的步骤S11的实施方式相同，在此不做赘述。
步骤S23中，利用VNA进行逐个量测时，如图7所示，以Fext1R方向为例，分别将pin1、pin3连接VNA的一条测试线，pin6、pin8连接VNA的凉意测试线，进行S4P文档的获取。
步骤S24中，利用Touchstone Combiner软件对S4P文档进行合并，得到多端口S参数文档。
在上述方法的基础上，本发明还提供一种生成多端口S参数文档的方装置，该装置包括待测试的具有多端口高速链路的板卡、VNA网络分析仪和文档合并器。网络分析仪用于对分解的S4P文档进行逐个量测，文档合并器用于将多个S4P文档进行合并，生成多端口S参数文档。
分解的S4P文档是指按照上述方法实施例的操作进行的分解。文档合并器为Touchstone Combiner软件。
以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种生成多端口S参数文档的方法，其特征是：包括以下步骤：
按照高速链路的信号传输方向，将4N端口高速链路对应的S参数文档分解为多个S4P文档；
利用VNA逐个进行量测，获取多个S4P文档；
将所有S4P文档进行合并，得到多端口S参数文档。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：在所述步骤之前还包括搭建N对差分走线对应4N端口高速链路的仿真提取示意。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是：所述高速链路的信号传输方向包括通道方向、远端串扰方向和近端串扰方向。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征是：所述将多端口高速链路对应的S参数文档分解为多个S4P文档的具体过程为：
区分差分走线对的Main channel和aggressor；
为每条差分走线的端口进行编号并区分每对差分走线的左右两侧；
提取每对aggressor与Main channel的同侧端口，形成近端串扰S4P文档；
提取每对aggressor与Main channel的异侧端口，形成远端串扰S4P文档；
提取Main channel的两侧端口，形成通道S4P文档。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征是：当N取值为3时，对应12端口的高速链路，将12端口高速链路的S参数文档分解成9个S4P文档，分别为4个远端串扰S4P文档、4个近端串扰S4P文档和1个通道S4P文档。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是：利用Touchstone Combiner软件对S4P文档进行合并，得到多端口S参数文档。
7.一种生成多端口S参数文档的装置，其特征是：包括具有多端口高速链路的板卡、VNA网络分析仪和文档合并器；所述网络分析仪用于对分解的S4P文档进行逐个量测，所述文档合并器用于将多个S4P文档进行合并，生成多端口S参数文档。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征是：所述文档合并器为Touchstone Combiner软件。
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