下一代串行數據標準采用的高速率已經進入到微波領域。比如，即將到來的SuperSpeed USB(USB 3.0)通過雙絞線對線纜傳輸速的率就達到了5Gb/s。通過連接器hexianlanchuanshurucigaodesulvbixukaolvtongdaodebulianxuxingyinqideshizhen。weilejiangshizhenchengdubaochizaiyigekekongdeshuiping，biaozhunguidinglexianlanhelianjieqiduidezukanghehuibosunhao。zuixindeceliangshiyongS參數S11表征而且必須歸一化到線纜的90歐姆差分阻抗。

當測量USB 3.0通道的S參數時
，可選的儀器是時域反射計或TDR。TDRxitongtongchangwangdaiceqijianzhuruyigejieyuedianyaxinhaoranhouceliangshishijianhanshudefanshedianya。chafenceliangtongguochanshengjixingxiangfankexiangduidingshidejieyuedianyaduishixian。zhepianwenzhangzhongtandaodedoushichafenxinhao。

反射電壓與發射器和待測器件之間的阻抗失配成比例，關係如下式：



Z0 是源阻抗，ZL(t)是待測器件的阻抗
，r(t)是反射係數，Vr(t)/Vi(t)是入射和發射電壓的比率。式(1)假設到待測器件的源，線纜和連接器都是匹配的，但事實上這種情況很少見。為了補償線纜和連接器的不理想，參考平麵校正（基線校正）通常進行開路

，短路，負載校準。調整式 (1)可以得到待測器件的阻抗和時間（或距離）的函數，所以可以使用校準過的TDR做阻抗測量。

圖1展示了USB 3.0 帶有連接器線纜的的阻抗曲線。曲線表明了隨著TDR 階躍信號在線纜中的行進阻抗變化是時間的函數。注意軌跡兩頭的阻抗變化，那是由於連接器引起的，當使用上升時間100ps （階躍信號）測試時連接器的阻抗規定是90+/- 7歐。TDR的上升時間非常重要，因為阻抗變化和TDR階躍信號的上升時間成反比，而規範規定的USB 3.0信號的上升時間是100 ps，測量中匹配這個上升時間將給出信號“看到的”阻抗。

Figure 1: Differential impedance vs. time measurement for USB3.0 cable and mated connectors
圖1：USB 3.0帶有連接器線纜的 差分阻抗 vs 時間 測量

回波損耗或S11 是頻域的測量和反射係數有關。歸一化（通過反射平麵校準 基線校正）反射係數的傅裏葉變換給出了回波損耗是頻率的函數。圖2給出了USB 3.0線纜和連接器測量的結果。圖中的橫軸表示2GHz/div
，範圍是0~20GHz，縱軸表示10dB/div。回波損耗在2GHz大約是15dB,但dan隨sui著zhe頻pin率lv的de增zeng加jia開kai始shi變bian得de越yue來lai越yue小xiao。精jing細xi的de空kong值zhi間jian隔ge是shi由you線xian纜lan末mo端duan的de連lian接jie器qi引yin起qi的de，較jiao大da的de空kong值zhi間jian隔ge是shi由you於yu連lian接jie器qi內nei部bu的de阻zu抗kang結jie構gou決jue定ding的de。

Figure 2: Differential return loss for USB3.0 cable with mated connectors
圖2： USB 3.0 帶有連接器線纜的差分回波損耗

回波損耗可以參考圖1中線纜和連接器阻抗是90歐而TDR係統差分阻抗是100歐
，由於USB 3.0發射機阻抗是90歐，這個不匹配人為地減少了回波損耗。為了正確的表達回波損耗，將阻抗轉化為測試到的S11 是非常必要的，轉換關係由下式給出。

    and               (2)

轉化可以分為兩步。首先，用特征阻抗是100歐姆的測試係統得出的複數S參數計算出複數的負載阻抗。其次
，用新的90歐姆參考阻抗計算出負載阻抗的S參數。回波損耗是頻率的函數
，所以可以計算出每個頻點的S參數。

舉個例子，用100歐姆阻抗表征的複合回波損耗S11 = 0.53 - 0.12J 轉換到90歐姆的如下：



式2 用來將圖2中測到的插損 轉換到90歐姆差分阻抗。圖3中的兩個曲線給出了100歐姆和90歐姆特征阻抗的的回波損耗。


Figure 3: Return loss measured with 100 ohm reference (dotted line) and 90 ohm (solid line) reference
圖3：100 歐姆（虛線）和90歐姆參考（實線）的回波損耗

USB 3.0 線纜和連接器的差分阻抗可以使用校正的TDR係統測量插損而得出。通過對連接到待測器件的參考平麵（基線校正）運行開路
，短路，負載進行校正。通過簡單的轉換測試係統和待測器件之間的不同阻抗進行插損補償。

References
參考：

[1] “Time Domain Spectrum Analyzer and "S" Parameter Vector Network Analyzer”, James R. Andrews, Picosecond Pulse Labs application note AN-16a, November 2004

[2] “converting s-parameters from 50-ohm to 75-ohm Impedance”, Dallas Semiconductor/Maxxim application note November 21, 2003