差分线的S参数始终不对是什么原因，求大神解决
HFSS提取差分过孔S参数:高速差分互连设计中，过孔的优化是必不可少的一项内容。当然了，无源通道的优化设计仅仅是高速差分互连设计中一小块内容，而过孔的优化又是无源通道优化中的一个小活。高速差 分互连设计7大块主要控制内容，7大块分解开来又变成N多细小的琐碎的仿真、设计、控制、以及拍脑门的事。但是再复杂的设计也得一点一点来不是，就说过孔的优化吧，虽然活小，但是往往就这点小事可能毁了一个 板子，没办法，PCB做完了如果真是这块儿出事，改都没法改。所以再小的活也得细心，见过太多小细节毁掉整个PCB的案子了。
过孔优化用啥好?不得不提一大利器：HFSS，只要你的PCB层叠定了，就可以开工了。（话说没有具体的层叠其实也可以粗略的做一下的，只不过 不是很精确而已，但一样很有用。）搞过孔优化，首先你得在HFSS里把过孔的三维结构搭出来，就像这样。这个没啥好说的，无非一些立方体了圆柱体了等等等等N多形状定好坐标和尺寸后往一块堆，然后加加减减的布 尔运算，模型就出来了。模型建好后要加上端口，常用的Wave Port和 Lump port根据需要选用。然后就是边界条件之流的。总之，该设置的设置。
设置好后扫频仿真之后，S参数就已经出来了。要想看S参数曲线，到这来，见下图，看到哪些S参数了吧，想看那个参数就看哪个，关键是关注哪方面的性能
在HFSS里面看S参数很方便，但很多时候都需要把S参数那个SNP文件弄出来，然后放到别的软件里面做仿真，这个也很轻松。Result->Solution Data里有提取功能
上面这些功能是HFSS里面做过孔优化时常干的事，因为本文目的是让没玩过这个的人直观的感受一下HFSS这个功能，不是教程类的东西，所以仿真步骤就不巴拉了。
HFSS提取过孔的S参数，操作上并不难，难点在于理解背后的东西。在这里不仿提两个问题供大家思考：
1、如果是四层板，只有两个平面层，一个电源一个GND，直接建模仿真就会出问题，那这个咋办?提示：这不是软件操作问题！
2、连接器上的差分信号如果刚好在边上，差分信号孔只有一侧有GND孔，有啥影响?给一点小提示，看下图，影响是多方面的，下面这个图只显示了一个方面，至于其他方面，不妨自己玩一玩看一看想一想
ADS的bulan器件可以很方便的把单端s参数转换成差分S参数，SNP文件的详细规格请参见这里,以S4P文件为例，单端的S参数是4×4的矩阵，S11，S12…,S44,差分S参数可以看作是差分和共模的组合，差分的输入和输出，共模的输入和输出。如下图中S4P组件S参数源文件为Molex2006_1_T.s4p，用2个balun作为产分和单端的转换。差分阻抗为100欧姆，共模阻抗为25欧姆，如图中的Term1～Term4。通过S参数仿真就能得出差分共模S参数。比如要看SDD12就是输出结果的S13，SDD11就是输出结果的S11
在设计PCB的时候，往往会遇见为了保证传输延迟一致，使用蛇形走线的方式来控制延时。蛇形线的拐角要为45度或者圆角，以避免反射。蛇形线中平行的部分会有耦合电容电感产生，影响信号的传播。为了避免蛇形线自身的串扰，间距（图中S）要足够大，一般要求间距要大于3H到4H，H指信号线到参考平面之间的高度。蛇形线区域的长度（图中L）也应尽量减小。嵌入式微带线或者带状线由于和参考平面耦合的更紧密，所以蛇形线的影响会比微带线小。另外时钟不要走蛇形线。
frequency unit 规定频率的单位。合法的值有GHz, MHz, KHz, Hz。 默认值为GHz。
parameter 表示网络数据的类型。合法的值有：S 为S参数,Y 为导纳参数,Z 为阻抗参数,H 为混合h参数,G 为混合G参数，默认值为S。
format 规定网络参数对的格式。合法的值有：DB 是dB-角度 (dB = 20*log10|magnitude|)，MA 是幅度-角度,RI 是实部-虚部。 角度都要用度数表示。要注意的是，本格式并不规定噪声参数。（参见本文最后一节“加入噪声参数”）。默认值是MA。
R n 规定参考电阻，单位为欧姆，n是欧姆值为正整数（实际上的阻抗都会规一化处理）。默认参考电阻是50欧姆。
选项行参数要通过一个或者多个空格隔开，用换行符结束（CR或者CR/LF）。如果参数没有指定就会用默认值。除了开头的#号以及R后面的阻值，选项行的参数可以按随意的顺序排列。
总结，选项行格式如下
单口网络文件: # [HZ/KHZ/MHZ/GHZ] [S/Y/Z/G/H] [MA/DB/RI] [R n]
双口网络文件: # [HZ/KHZ/MHZ/GHZ] [S/Y/Z/G/H] [MA/DB/RI] [R n]
N口网络文件: # [HZ/KHZ/MHZ/GHZ] [S/Y/Z/G/H] [MA/DB/RI] [R n]
中括号([])表示为可选项；…/…/…/表示选择其中一个；n要用一个正整数代替。
选项行示例
最小的选项行（都用默认值）：
#频率单位为GHz，S参数，用实部-虚部表示，归一化到100欧姆：
# GHz S RI R 100
频率单位为KHz，Y参数，用实部-虚部表示，归一化到100欧姆：
# KHz Y RI R 100
频率单位为Hz，Z参数，用幅度-角度表示，归一化到1欧姆：
# Hz Z MA R 1
频率单位为KHz，H参数，用实部-虚部表示，归一化到1欧姆：
# KHz H RI R 1
频率单位为Hz，G参数，用幅度-角度表示，归一化到1欧姆：
# Hz G MA R 1
数据行:选项行之后是数据集。数据集包含由选项行规定的网络参数数据（S参数，Z参数，等等。）。单口网络和双口网络值包含一行数据，三口或者以上的网络包含用矩阵形式表示的多行数据。每个数据集都以频率开始（即，每个数据集的第一个行（或者唯一的那一行）的第一个值），数据元素自身是用成对的形式表示的（幅度-角度，dB-角度，实部-虚部）。
数据行和数据集通常有下面三种规则：
每行的数据对不超过4个。
每个数据之间用空格隔开
每行数据通过换行符结束（CR或者CR/LF组合）
所有数据集要按照频率排序
N端口网络的数据排序如下详述。
单口和双口网络
单口和双口网络每个频率只有一行数据。如下所示，数据行由频率开始，后面跟1个或者4个数据。
单口网络数据集（行）
<frequency value> <N11>
双口网络数据集（行）
<frequency value> <N11>, <N21>, <N12>, <N22>
frequency value是得到网络参数的频率；N11, N21, N12, N22是数据点，N11, N21,等表示的是数据对。
网络数据点格式由选项行贵的，可以是幅度-角度，dB-角度，实部-虚部（即成对的数据）。对单口网络，只有11，而双口网络需要4个参数组成。
每个数据元都用一个或者多个空格隔开；每个数据行都以换行符结束（CR或者CR/LF）。允许多个数据行（集），但如前文所述，必须要按频率的顺序排列。
下面是一些单口双口网络的实例。以感叹号（！）开始的行为评论。
例1：
！1-port S-parameter file, single frequency point
# MHz S MA R 50
！freq magS11 angS11
2.000 0.894 -12.136
在上例中，2MHz的S11值用幅度-相位表示。参考阻抗为50欧姆。
例2：
！1-port Z-parameter file, multiple frequency points
# MHz Z MA R 75
！freq magZ11 angZ11
100 0.99 -4
200 0.80 -22
300 0.707 -45
400 0.40 -62
500 0.01 -89
在上例中，Z11（输入阻抗）归一化到75欧姆，通过选项行中的(R 75)表示。
例3：
！2-port H-parameter file, single frequency point
# KHz H MA R 1
！ freq magH11 angH11 magH21 angH21 magH12 angH12 magH22 angH22
2 .95 -26 3.57 157 .04 76 .66 –14
在上例中H参数是幅度-相位格式，参考电阻为1欧姆。
例4：
！2-port S-parameter file, three frequency points
# GHZ S RI R 50.0
！freq RelS11 ImS11 ReS21 ImS21 ReS12 ImS12 ReS22 ImS22
1.0000 0.3926 -0.1211 -0.0003 -0.0021 -0.0003 -0.0021 0.3926 -0.1211
2.0000 0.3517 -0.3054 -0.0096 -0.0298 -0.0096 -0.0298 0.3517 -0.3054
10.000 0.3419 0.3336 -0.0134 0.0379 -0.0134 0.0379 0.3419 0.3336
在上例中，S参数格式是实部-虚部。
3口和4口网络
3口和4口网络排列成矩阵形式，每行表示一个矩阵行。换句话说（如下所示）,3口网络每个数据集有3行数，每行有3个数据对（即一个3×3的矩阵）。同样地，4口网络每个数据集有4行，每行有4个数据（4×4矩阵）。由于规则要求，数据集第一行以频率开始。
3口网络描述
<frequency value> <N11> <N12> <N13>
<N21> <N22> <N23>
<N31> <N32> <N33>
4口网络描述
<frequency value> <N11> <N12> <N13> <N14>
<N21> <N22> <N23> <N24>
<N31> <N32> <N33> <N34>
<N41> <N42> <N43> <N44>
其中，frequency value是得到网络参数的频率；N11, N21等是数据点，Nij表示的是数据对。
通常，网络数据点格式由选项行规定，可以是幅度-角度，dB-角度，实部-虚部（即成对的数据）。每个数据元都用一个或者多个空格隔开；每个数据行都以换行符结束（CR或者CR/LF）。允许多个数据行（集），但如前文所述，必须要按频率的顺序排列。
下面是4口网络的实例.
！ 4-port S-parameter data, taken at three frequency points
# GHZ S MA R 50
5.00000 0.60 161.24 0.40 -42.20 0.42 -66.58 0.53 -79.34 ！row 1
0.40 -42.20 0.60 161.20 0.53 -79.34 0.42 -66.58 ！row 2
0.42 -66.58 0.53 -79.34 0.60 161.24 0.40 -42.20 ！row 3
0.53 -79.34 0.42 -66.58 0.40 -42.20 0.60 161.24 ！row 4
6.00000 0.57 150.37 0.40 -44.34 0.41 -81.24 0.57 -95.77 ！row 1
0.40 -44.34 0.57 150.37 0.57 -95.77 0.41 -81.24 ！row 2
0.41 -81.24 0.57 -95.77 0.57 150.37 0.40 -44.34 ！row 3
0.57 -95.77 0.41 -81.24 0.40 -44.34 0.57 150.37 ！row 4
7.00000 0.50 136.69 0.45 -46.41 0.37 -99.09 0.62 -114.19 ！row 1
0.45 -46.41 0.50 136.69 0.62 -114.19 0.37 -99.09 ！row 2
0.37 -99.09 0.62 -114.19 0.50 136.69 0.45 -46.41 ！row 3
0.62 -114.19 0.37 -99.09 0.45 -46.41 0.50 136.69 ！row 4
注意，数据对不需要列对齐；唯一的需要是每行3（3口或者）或者4（4口网络）个数据对.
5口及以上网络
5口或者以上网络同样排列成矩阵形式。但是，由于TouchStone格式限制了每行4个数据对，多出来的数据需要在后面行继续。矩阵每行必须要从新行开始。通常，每数据集第一行的第一个值为频率。这些规则可以通过6口网络格式来表示。
6口网络格式（一个频率点）
<frequency value> <N11> <N12> <N13> <N14> ！row 1
<N15> <N16>
<N21> <N22> <N23> <N24> ！row 2
<N25> <N26>
<N31> <N32> <N33> <N34> ！row 3
<N35> <N36>
<N41> <N42> <N43> <N44> ！row 4
<N45> <N46>
<N51> <N52> <N53> <N54> ！row 5
<N55> <N56>
<N61> <N62> <N63> <N64> ！row 6
<N65> <N66>
其中，frequency value是得到网络参数的频率；N11, N21等是数据点，Nij表示的是数据对。
如上所示，每个矩阵行都扩展成2行。没个矩阵行都新起一行。通常，数据对由选项行指定的格式表示，每个数据元通过空格隔开。
下面是一个更详细的10口网络的例子，Y参数是幅度-相位格式，单个频率。
例6：
# frequency_unit Y MA R impedance
freq magY11 angY11 magY12 angY12 magY13 angY13 magY14 angY14 ！ 1st row
magY15 angY15 magY16 angY16 magY17 angY17 magY18 angY18
magY19 angY19 magY1,10 angY1,10
magY21 angY21 magY22 angY22 magY23 angY23 magY24 angY24 ！ 2nd row
magY25 angY25 magY26 angY26 magY27 angY27 magY28 angY28
magY29 angY29 magY2,10 angY2,10
magY31 angY31 magY32 angY32 magY33 angY33 magY34 angY34 ！ 3rd row
magY35 angY35 magY36 angY36 magY37 angY37 magY38 angY38
magY39 angY39 magY3,10 angY3,10
magY41 angY41 magY42 angY42 magY43 angY43 magY44 angY44 ！ 4th row
magY45 angY45 magY46 angY46 magY47 angY47 magY48 angY48
magY49 angY49 magY4,10 angY4,10
magY51 angY51 magY52 angY52 magY53 angY53 magY54 angY54 ！ 5th row
magY55 angY55 magY56 angY56 magY57 angY57 magY58 angY58
magY59 angY59 magY5,10 angY5,10
magY61 angY61 magY62 angY62 magY63 angY63 magY64 angY64 ！ 6th row
magY65 angY65 magY66 angY66 magY67 angY67 magY68 angY68
magY69 angY69 magY6,10 angY6,10
magY71 angY71 magY72 angY72 magY73 angY73 magY74 angY74 ！ 7th row
magY75 angY75 magY76 angY76 magY77 angY77 magY78 angY78
magY79 angY79 magY7,10 angY7,10
magY81 angY81 magY82 angY82 magY83 angY83 magY84 angY84 ！ 8th row
magY85 angY85 magY86 angY86 magY87 angY87 magY88 angY88
magY89 angY89 magY8,10 angY8,10
magY91 angY91 magY92 angY92 magY93 angY93 magY94 angY94 ！ 9th row
magY95 angY95 magY96 angY96 magY97 angY97 magY98 angY98
magY99 angY99 magY9,10 angY9,10
！10th row
magY10,1 angY10,1 magY10,2 angY10,2 magY10,3 angY10,3 magY10,4 angY10,4
magY10,5 angY10,5 magY10,6 angY10,6 magY10,7 angY10,7 magY10,8 angY10,8
magY10,9 angY10,9 magY10,10 angY10,10
评论行:TouchStone格式文件的评论行以感叹号（！）开头。一个评论占一行或者跟在数据后面。
加入噪声参数
TouchStone格式文件可以包含噪声参数，但是只能包含在双口网络中。噪声参数跟在每个频率的G-,H-,S-Y-,或者Z-参数之后。
每个噪声参数行有5个元素：<x1> <x2> <x3> <x4> <x5>
其中，x1为频率，噪声数据第1点的频率必须比S参数最后一个频率小；x2为最小噪声，用dB表示；x3为噪声反射系数实现最小噪声（MA)；x4为反射系数相位，用度数表示（MA）；x5归一化的有效噪声电阻。仿真器需要这参数来满足物理需要。如果用户提供的x5值比实际允许的值小，仿真器可以强制x5为最小的物理需求。
注意噪声参数和网络参数的频率不需要匹配。唯一的要求是噪声参数最低频率小于或者等于网络参数最高的频率。这是为了让文件处理器判断什么地方是网络参数结束噪声参数开始。
源反射系数和有效噪声电阻归一化为选项文件中规的和网络参数同样的电阻。
例8：
！2-port network, S-parameter and noise data
# GHZ S MA R 50
2 .95 -26 3.57 157 .04 76 .66 -14
22 .60 -144 1.30 40 .14 40 .56 -85
！ NOISE PARAMETERS
4 .7 .64 69 .38
18 2.7 .46 -33 .40
回波损耗：return loss。回波损耗是表示信号反射性能的参数。回波损耗说明入射功率的一部分被反射回到信号源。例如，如果注入1mW (0dBm)功率给放大器其中10%被反射(反弹)回来，回波损耗就是10dB。从数学角度看，回波损耗为-10 log [(反射功率)/(入射功率)]。回波损耗通常在输入和输出都进行规定
需要进行阻抗控制的信号为：
DDR的数据线，单端阻抗为50欧姆，走线层为TOP和L2、L3层，走线宽度为5mil。
时钟信号CLK和USB数据线，差分阻抗控制在100欧姆，走线层为L2、L3层，走线宽度为6mil，走线间距为6mil。
对于计算精度的说明:
1、对于单端阻抗控制，计算值等于客户要求值；
2、对于其他特性阻抗控制：
对于其它所有的阻抗设计(包括差别和特性阻抗)
*计算值与名义值差别应小于的阻抗范围的10%：
例如：客户要求：60+/-10%ohm
阻抗范围=上限66-下限54=12ohms
当差分走线在中间信号层走线时，差分阻抗的控制比较困难，因为精度不够，就是说改变介质层厚度对差分阻抗的影响不大，只有改变走线的间距才对差分阻抗影响较大。但是当走线在顶层或底层时，差分阻抗就比较好控制，很容易达到设计要求，通过实际计算发现，重要的信号线最好走表层，容易进行阻抗控制，尤其是时钟信号差分对
在PCB设计之前，首先必须通过阻抗计算，把PCB的叠层参数确定，如各层的铜厚，介质层的厚度等等，还有差分走线的宽度和间距都需要事先计算得出，这些就是PCB的前端仿真，保证重要的信号线的阻抗控制满足设计要求
关于介电常数Er的问题：
以我们使用最多的FR-4介质的材料板为例：实际多层板是芯板和压合树脂层堆叠而成，其芯板本身也是由半固化片组合而成。
半固化片组合的介电常数不是简单的算术平均，甚至在构成微带线和带状线时的Er值也有所不同。另一方面，FR-4的Er也随信号频率的变化有一定改变，不过在1GHz 以下一般认为FR-4 材料的Er 值约4.2。通常计算时采用4.2
在实际的阻抗控制中，一般采用介质为FR-4，其Er约4.2，线条厚度t对阻抗影响较小，实际主要可以调整的是H和W，W(设计线宽)一般情况下是由设计人员决定的，但在设计时应充分考虑线宽对阻抗的配合性和实际加工精度。当然，采用较小的W 值后线条厚度t 的影响就不容忽视了。H(介质层厚度)对阻抗控制的影响最大，实际H 有两类情况：一种是芯板，材料供应商所提供的板材中H的厚度也是由以上三种半固化片组合而成，但其在组合的过程中必然会考虑三种材料的特性，而绝非无条件的任意组合，因此板材的厚度就有了一定的规定，形成了一个相应的清单，同时H 也有了一定的限制。如0.17mm 1/1的芯板为 2116 ×1，0.4mm 1/1的芯板为1080×2+7628×1等。另一种是多层板中压合部分的厚度：其方法基本上与前相同但需注意铜层的损失。如内电层间用半固化片进行填充，因在制作内层的过程中铜箔被蚀刻掉的部分很少，则半固化片中树脂对该区的填充亦很少，则半固化片的厚度损失可忽略。反之，如信号层之间用半固化片进行填充，由于铜箔被蚀刻掉的部分较多，则半固化片的厚度损失会很大且难以估计。因此，有人建议在内层的信号层要求铺铜以减少厚度损失
关于差分走线的线宽和间距对阻抗控制的讨论：
通过软件计算发现，改变差分对的间距对阻抗控制的影响较大，但是这里涉及到另一个问题，就是差分对的耦合问题。
差分对耦合的主要目的是增强对外界的抗干扰能力和抑止EMI。耦合分为紧耦合方式( 即差分对线间距小于或等于线宽) 和松耦合方式。
如果能保证周围所有的走线离差分对较远（比如远远大于3 倍的线宽），那么差分走线可以不用保证紧密的耦合，最关键的是保证走线长度相等即可。（可以参见Johnson 的信号完整性网站上的关于差分走线的阐述，他就要求他的layout 工程师将差分线离得较远，这样可以方面绕线）。只是目前大多数多层高速的PCB 板走线空间很紧密，根本无法将差分走线和其它走线隔离开来，所以这时候保持紧密的耦合以增加抗干扰能力是应该的。
紧耦合不是差分走线的必要条件，但是在空间不够时走线采用紧耦合方式能够增强差分走线的抗干扰能力。因此，对于差分对的阻抗控制问题，怎么调节各个参数需要综合考虑上述因素，择优选择。一般情况下不轻易调整差分对的间距和线宽。