一、差分平衡參數測試的應用背景

隨著信息產業的高速發展，對網絡帶寬的需求越來越高，就需要信息設備（如大型服務器、超級計算機和交換機等）能夠承載的數據速率越來越快。目前，信息設備中均采用差分平衡方式進行高速數據的傳輸，信息設備生產商對這類高速互連通道的信號完整性問題也愈發重視，差分平衡參數是其中一個重要測試項。

二、差分平衡參數測試原理

1、平衡器件的定義

傳統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，越來越多的射頻電路開始使用差分平衡形式來設計。計算機、服務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。平衡器件所傳輸的信號是兩個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/差模”模式。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/共模”模式。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，對應的工作模式分別為“共模/差模”和“共模/共模”模式。

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生差模信號的能力將是判斷一個該器件性能優劣的重要指標。傳統的S參數并不能區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，以及在這兩種激勵下的模式轉換信息，以4端口的平衡參數為例，混合模S參數矩陣可以完整表征其特性指標。

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

2、3672差分平衡參數設置

任何差分平衡參數測試，首先需要創建相應的混合模S參數的軌跡。

1) 設置軌跡運算的方法

菜單路徑：[軌跡]→[新建軌跡]→[平衡參數]，顯示新建軌跡對話框。

2) 平衡器件拓撲設置方法