随着高带宽大数据传输时代的来临，各种相关传输讯号的量测越来越受到关注，各种一次参数二次参数的量测常常被工程人员提到，什么SDD21,SDD11,SDD22等等，今天我们一起带您看看USB3.1高频数据线的常见高频参数不良解析.
目前线缆的主要电气性能测试项目
1回路损失RLReturn Loss
2衰 減IL(ATT)Insertion loss(Attenuation)
3特性阻抗 Z0Differential impedance
4传输延迟DelayPropagation Delay
5延迟偏离SkewDelay Skew
6近端串扰NextNext Nearend crosstalk
7远端串扰FextFar end crosstalk
8近端串扰衰减比AcrAttenuation-to-Crosstalk Ratio
9上升时间 Rise timeRise time
10单端转共模测试SCD21 NA SCD21 Diff To Comm Convert
11近端的连接器阻抗TDR Connector IMPZTDR Connector IMPZ
12远端的连接器阻抗TDR FE Connector IMPZTDR FE Connector IMPZ
13对内延迟差异TDR IntraPairSkewTDR IntraPairSkew
14远端串音TDT NEXT BTDT NEXT B
目前常规线缆的电气性能测试项目
序号测试项目测试项目对应中文名称1USB3.0 Cable Impedance summary resultUSB3.0线对特性阻抗2
USB3.0 Mated Connectors Impedance(B-4-4
)summary result
USB3.0线对的连接头Connecter阻抗3
USB3.0 Mated Connectors Impedance(B-4-4
)summary result（Reverse)
USB3.0线对的连接头Connecter阻抗（Reverse)4USB2.0 Cable Impedance summary resultUSB2.0线对特性阻抗5USB2.0 High Speed Delay summary resultUSB2.0线对延迟6USB2.0 High Speed Delay Skew summary resultUSB2.0线对延迟差异7USB3.0 NEXT-SS Pairs summary resultUSB3.0线对之间的近端串音8USB3.0 NEXT-USB2.0 and SS Pairs summary resultUSB3.0与USB2.0线对之间的近端串音9USB3.0 FEXT-USB2.0 and SS Pairs summary resultUSB3.0与USB2.0线对之间的远端串音10USB3.0 NA Insertion Loss summary result3.0线对插入损耗11USB3.0 NA Differential to Common Conversion差分转共模12USB2.0 NA Insertion Loss summary resultUSB2.0线对插入损耗
S11 表示在port 1 的反射损耗(return loss)，值越接近0 越好(越低越好，一般-25~-40dB)，表示传输路径中反射(reflection)越小，也称为输入反射系数(Input Reflection Coefficient)，如S11为-25dB，则算出来的Vreflection约为输入信号的6.3%，如S11为-10dB，则Vreflection约为输入信号的30%.
S21 表示信号从port 1 传递到port 2 过程中的插入损耗(insertion loss)，值越接近1 越好(0dB)，表示传递过程损失(loss)越小，S21=-3dB意味着，约70%的输入信号传递到了输出端.
我们经常用到的单根传输线，或一个过孔，就可以等效成一个二端口网络，一端接输入信号，另一端接输出信号，如果以Port1作为信号的输入端口， Port2作为信号的输出端口，那么S11表示的就是回波损耗，即有多少能量被反射回源端（Port1），这个值越小越好，一般建议S11< 0.1，即－20dB；S21表示插入损耗，也就是有多少能量被传输到目的端（Port2）了，这个值越大越好，理想值是1，即0dB，S21越大传输的效率越高，一般建议S21>0.7，即－3dB。
S11和S21是最常使用的两个参数，除此之外，还有S22和S12，定义如下：
S22是从port2看过去的return loss，跟S11意思一样，只是换了端口，S12表示从Port2看过去的insertion loss，跟S21相等.
写到这，似乎已经差不多了，然而还有我们不常提及的S31，S41.
S31和S41表示的是，两条传输线发生串扰时的反射系数.
S31表示近端串扰（NEXT，near end cross talk），S41表示远端串扰（FEXT, far end cross talk）。
串音的产生原理
S31和S41之所以不常被提及，主要是因为通常单端信号之间，要求尽量减小串扰，在符合设计规范的板子上，S31和S41对于信号质量影响不大，而对于差分信号，则又有差分信号的S参数来描述，把1,3两个端口，看做是差分port1，把2,4两个端口，看做是差分port2.
串音的产生原理
SDD，表示差分模式的输入（Stimulus）和反馈（Response）之间的关系.
SCC，表示共模模式的输入和反馈之间的关系.
SCD，表示差分讯号和共模输出的反馈之间的关系.
SDC，表示共模讯号和差分输出之间的响应关系.
如上图所示，SDD11的意思是，差分激励在差分端口port1处的差分信号reflection loss。
SDC21的意思是，差分激励在差分端口port1处看到的共模信号的inserssion loss.
传统的网络分析仪最多只能有4个端口，所以测试得到的S参数也只能是4端口的，也就是最多一次只能测试一对差分对（不过现在有多端口网络分析仪PXI可以解决多端口网络的测试），对于高速电路仿真而言，如果需要考虑传输线之间的串扰，传统网络分析仪测试得到的S参数就不能直接使用，但是可以通过工具进一步的合成处理，这样就能考虑到串扰的影响啦，但是在实际测量中，如果手头的ENA网络分析仪只有两个物理端口，怎么测量差分对(4个物理端口)的S参数呢？
实际上可以通过测量这四个端口两两之间的S参数，然后计算得出，如：
目前线缆的主要电气性能不良项目
以下项目是目前量测经常遇到的不良项次
实际量测数据报告之 SCD21（共模输出）-SDD21（差模输出）
SCD21 NA SCD21 Diff To Comm Convert，单端转共模测试(差模转共模损耗）
SCD21为端口1至端口2的差模-共模转换
SDD21 为端口1至端口2的差模传输
差模共模转换，也就是说，在传输差模信号时，信号受到干扰，在接收端信号被误判为共模信号；差模信号转化为共模信号，就是指差模共模转换了（理论上是越少越好）主要是描述测试对线间两根讯号线的对称性（或者叫平衡性，电磁耦合好坏的差异），和线对的衰减（ Insertion Loss ），延迟差（ Intrapair Skew)有关.
虽然从量测最终结果的表现为PASS,但是实际对间差异过大，扫频测试会对其他对数的其他参数产生影响，是一环套一环的存在，当我们对着大山呼喊的时候，我们理解的回音就是一个存在的差模转共模的损耗案例.
典型不良表现
Return Loss SDD22
Return Loss SDD22；RL是回波损耗的简称，是数字电缆产品的一项重要指标，电缆链路由于阻抗不匹配所产生的反射，是一对线自身的反射。不匹配主要发生在连接器的地方，但也可能发生于电缆中特性阻抗发生变化的地方，所以施工的质量是减少回波损耗的关键。回波损耗将引入信号的波动，返回的信号将被双工的千兆网误认为是收到的信号而产生混乱.
典型不良表现
影响SDD22回波损耗的制程因素﹕
导体均匀性﹑绝缘均匀性﹑发泡度均匀性﹑结构尺寸均匀性。
1) 导体直径不均匀﹑导体有弯﹑导体不圆﹔
2) 绝缘芯线偏心﹑椭圆﹑线径不均匀﹔
3) 发泡度不均匀﹔
4) 编织与外被的松紧也可引起回波的产生﹔工艺改善: 芯线制做均匀,导体圆整度,绝缘偏心度,收放线张力稳定.
Insertion Losss
Insertion Losss；高频电子讯号在传动时由于基本材料电阻，产生讯号强度(电压)降低以外，尚有因高频引发的Impedance，导致电子讯号强度再被降低,基本电阻的衰减取决于导体材质可称直流衰减,电容电感的衰减取决于频率高低可称交流衰减，且频率越高此衰减越严重.
典型不良表现
趋肤效应和介电损耗是造成电缆高频损耗的主要原因
趋肤效应损耗(单位为dB)与电缆长度及频率的平方根成正比；
介电损耗(单位为dB)与电缆长度及频率成正比。
趋肤效应损耗主要来自于中、低频，
介电损耗主要来自于高频。
高频电流流过导体时，电流会趋向于导体表面分布，越接近导体表面电流密度越大。这种现象就是趋肤效应。频率越高，电流就越集中在导体表面，可以想象，当频率足够高时，电流几乎只分布在导体表面上薄薄的一层，导体内部几乎没有电流
影响Insertion Losss的制程因素﹕
电线主要分为两种，一种为同轴系列，一种为对绞系列
对屏蔽厚度﹕ 铝箔厚度增加—衰减减小﹔ 铝箔厚,绕包时不容易绕紧﹐可导致高频衰减跳动。
成缆节距: 成缆节距增大—衰减减小﹔
总屏蔽: 屏蔽厚度及密度增加—衰减减小﹔
对内延时差大—衰减偏大。
设计改善:衰减偏大,加大导体线径,加大绝缘线径,加大发泡度,更改绝缘材料.(降低介质损耗角正切)
工艺改善:芯线押出时尽量圆整,发泡度均匀,水中电容调小
材料衰减：有电压的情况下,分子会产生摆动,摆动会产生热 量,即而把部分能量转化为热能.
导体衰减：导体会发热,消耗的为热能
反射衰减：遇到材料不均匀点
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