什么是S参数？S参数有什么作用？
现代高速模数转换器(ADC)已经实现了射频(RF)信号的直接采样，因而在许多情况下均无需进行混频，同时也提高了系统的灵活性和功能。
传统上，ADC信号和时钟输入由集总元件模型表示。但对于射频采样转换器，其工作频率已经提高到需要分布表示的地步，原有的方法已经不适用。
本文将从三个部分开始，解释如何将散射参数(也称为S参数)应用于直接射频采样结构的设计。
一、起决定性作用的S参数
S参数就是建立在入射微波与反射微波关系基础上的网络参数。它对于电路设计非常有用，因为可以利用入射波与反射波的比率来计算诸如输入阻抗、频率响应和隔离等指标。而且由于可以用矢量网络分析仪 (VNA)直接测量S参数，因此无需知晓网络的具体细节。
图1所示的是一个双端口网络的例子，其入射波量为ax，反射波量为bx，其中x是端口。在该讨论中，我们假设被测器件是线性网络，因此适合采用叠加法。
通常，当测量所有端口上的反射波时，VNA一次仅激励一个端口(通过将入射波推至该端口)。而且测得的波量非常复杂，因为每个波量都有其对应的振幅和相位。因此，需要在每个测试频率下对每个端口重复这一过程。
对于二端口器件，我们可以从测量数据中形成四个有意义的比值。这些比值通常用sij表示，其中I表示反射端口，j表示入射端口。如上所述，假设一次只刺激一个端口，其他端口的入射波为零(终端用系统的特征阻抗Z0表示)。
方程式1至4适用于四个双端口S参数。S11 and S22 分别表示端口1和端口2的复阻抗。S21表示传输特性，端口1为输入，端口2为输出(S12 与之相同，但端口2为输入，端口1为输出)。
S11 = b1/a1，a2 = 0 (1)
S21 = b2/a1，a2 = 0 (2)
S12 = b1/a2，a1 = 0 (3)
S22 = b2/a2，a1 = 0 (4)
对于单向器件而言，如放大器(端口1为输入，端口2为输出)，可以用S11表示输入阻抗，用S21表示频率响应，用S12表示反向隔离，用S22表示输出阻抗。数据转换器也是一种单向器件，但其端口2通常为数字输出，这对测量和解读都会产生一定的影响。
二、将S参数扩展到多端口器件和差分器件
可以将S参数框架扩展到任意数量的端口，有意义的参数数量为2N，其中N表示端口数量。许多集成电路由于振荡和共模抑制能力增强而具有差分输入和输出。射频采样ADC(如TI的ADC12DJ5200RF)通常具有差分射频输入和差分时钟输入。我们还可以进一步扩展S参数框架，以支持差分端口。
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如图2所示，对于差分端口来说，我们必须区分共模波和差模波。两种模式具有相同的入射振幅，但差模入射波具有180度的相移，而共模入射波具有相同的相位。
对于端口之间没有反馈的线性器件来说，可以采用叠加法，根据单端S参数测量(在任何给定时间内，只有一个端口具有处于活动状态的入射波)来计算出差共混合模式S参数。现代高性能VNA还支持用差模或共模波同时刺激两个端口。
三、测量数据转换器S参数所面临的挑战
数据转换器的半模拟半数字特性给测量S参数带来了挑战。VNA不能直接与数据转换器的数字总线相连接，因此需要采用专门的方法来进行测量。
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