測試電纜的影響可以忽略嗎？

但是常被數(shù)字工程師忽視的一個問題是：示波器僅是整個測量系統(tǒng)中的一部分或一個環(huán)節(jié)，一個測量系統(tǒng)，除了示波器以外，還有和被測對象相連接的同軸電纜、適配器或探頭，同軸電纜、適配器、探頭的帶寬和測量精度一樣會成為影響整個系統(tǒng)測量精度的重要因素，只是同軸電纜或適配的性能特性往往被忽視。

與示波器的價格相比，電纜的價格是很低的，甚至是可以忽略不計的，但對高速測量系統(tǒng)，電纜有可能成為影響測量精度的重要因素。電纜帶來的信號損耗不僅影響系統(tǒng)帶寬，頻響平坦度，還直接影響設(shè)計者的設(shè)計冗余。從整個電子設(shè)計行業(yè)的角度來看，目前企業(yè)在測量時，處使用電纜或探頭外，還可能使用其它連接部件，包括開關(guān)（測量多通道）、適配器和夾具。每一個部件都潛藏常被忽視的問題，包括損耗、頻響曲線不平坦等，這些問題在信號速度較慢的時候可以被忽略不計，但當(dāng)信號超過GHz后，就會影響關(guān)鍵的電氣性能測試，帶來測試本身的不準(zhǔn)確，浪費(fèi)數(shù)以十萬計美元的投資。更為嚴(yán)重的是這一點往往被有意無意地忽略。

S21插入損耗是衡量信號衰減的一項指標(biāo)，對一根電纜而言，指的是信號經(jīng)過電纜會產(chǎn)生一定的幅度衰減，而且這種衰減往往是隨著被測對象頻率的變化而變化，因此，插入損耗一般指電纜對信號衰減程度與信號頻率之間的關(guān)系曲線。在傳輸線理論中，S21是傳輸系數(shù)，以dB為單位，負(fù)值代表信號在傳輸過程中的損耗。假設(shè)電纜的特征阻抗、源端阻抗、負(fù)載阻抗都是匹配的，比如電纜特征阻抗（Z0）為50Ω，源和負(fù)載都是50Ω，只有在這種情況下，所測得的插入損耗才能代表所用電纜的真實情況。如果源和負(fù)載不完全匹配，就會產(chǎn)生反射，需要借助除S21之外的其它參數(shù)來建立完整模型。

針對S21插入損耗，工程師有兩種選擇方案。第一種是購買和使用高質(zhì)量同軸電纜；但即使高質(zhì)量同軸電纜也會因插入損耗而在某個頻點以上開始損失帶寬，選擇這種方案基本上是源于工程師忽略了電纜損耗，可惜這也是工程師選擇最多的解決方案。第二種方案是對所使用的同軸電纜進(jìn)行實際測量，得出其頻率響應(yīng)（幅度和相位）曲線，然后用數(shù)字信號處理的方法補(bǔ)償其帶來的誤差，這種方法的優(yōu)點是工程師可以對每條電纜進(jìn)行補(bǔ)償，校正其插入損耗，不過這種方案有兩個缺點，首先是測量和表征電纜需要時間和經(jīng)驗，其次是可能出錯。

傳統(tǒng)的示波器探頭或電纜校準(zhǔn)只對直流增益和時延做校準(zhǔn)，基本上是不校正頻響的 ?，F(xiàn)在很多高端示波器里都提供了S參數(shù)的去嵌入功能，即如果工程師能夠提供使用的電纜或探頭的的S參數(shù)，示波器里 可以對其進(jìn)行頻域的補(bǔ)償。但是對于數(shù)字工程師來說，獲得電纜的S參數(shù)是一個很大的障礙，因為S參數(shù)的測量通常需要借助矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，這是很多數(shù)字工程師不太熟悉的。一方面不太容易接觸到，另一方面操作使用中也可能會出錯。因此實際情況下測試電纜的影響被有意或無意地忽略掉，這是很多高速數(shù)字信號測量失真或裕量不夠的一個來源。