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從波特圖了解電路傳遞函數
傳遞函數提供有關通過電路進行信號轉換的重要信息。它依賴于一個簡單的概念：任何電路都可以將輸入電壓或電流轉換為可測量的輸出電壓或電流。但是，傳遞函數不僅用于描述輸入和輸出信號之間的關系，還可以驗證因果關系并跟蹤整個復雜電網中的信號轉換。
但是，大多數工程師并不直接使用傳遞功能。相反，他們使用Bode圖。實際上，用于測量通過電網（例如VNA）的信號傳輸的儀器將提供波特圖數據，而不是傳遞函數數據。當您需要從Bode圖返回傳遞函數時，可以使用簡單的方法進行轉換。
從伯德圖計算傳遞函數
一個波特圖只顯示一個傳遞函數的幅度和相位，所以兩者有直接關系。傳遞函數的大小以對數標度顯示，相位以弧度或度顯示。通常在一對相應的圖中一起顯示幅度和相位，以傳達有關傳遞函數的所有信息。具有正割傳遞函數的過濾器的簡單示例如下所示。
一個Bode圖示例：在左面板中，幅值圖以對數刻度（紅色）和線性刻度（藍色）顯示。右面板顯示傳遞函數的相位。
重要的是要記住，傳遞函數通常是頻率的復數函數。由于Bode圖測量幅度和相位，因此轉換回傳遞函數將需要同時包含這兩條信息。從波德圖重建傳遞函數很簡單，只需獲取每個頻率處的相位和幅度，并使用以下過程即可：
從波特圖數據轉換為傳遞函數
最后的H函數是傳遞函數。然后，可以根據其實部和虛部，線性標度上的相位幅值或其他分析來對其進行繪制。傳遞函數的使用方式取決于所檢查的電路在大型電網中的使用方式。
使用波特圖的傳遞函數
伯德圖是在對數刻度上可視化傳遞函數的通用方法，但重要的是要記住，傳遞函數的類型很多。通常，使用傳遞函數描述電網中輸入信號和輸出信號之間的相互作用。下表列出了常見的傳遞函數類型。
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數量 |
轉型 |
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T參數 |
電壓轉電壓或電流轉電流 |
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S參數 |
權力到權力 |
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ABCD參數 |
（電壓+電流）至（電壓+電流） |
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導納矩陣（Y參數） |
電壓電流 |
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阻抗矩陣（Z參數） |
電流轉電壓 |
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H參數 |
混合T參數，Z參數和Y參數 |
為了更好地了解傳遞函數和波特圖之間的對應關系，我們可以查看上表中的一些特定參數集。
T參數
大多數設計人員將熟悉T參數。對于沒有反射的2端口單向網絡，這是一個典型的傳遞函數，是在SPICE仿真中使用頻率掃描來計算的。T參數還用于計算端口之間的脈沖響應函數，用于驗證信號完整性模型中的因果關系。對于用示波器或VNA測量的實際波形而言，它們對于理解信號傳播非常有用。
S參數
作為上表的示例，S參數是傳遞函數的一種，它們將功率（輸入）轉換為功率（輸出）。實際上，通常在Bode圖中繪制S參數，但是沒有人將S參數的圖稱為Bode圖。S參數很有趣，因為它們確實為N端口網絡定義了2N傳遞函數（插入損耗，回波損耗和串擾，包括傳入和傳出波）。
Z參數
阻抗參數（Z參數）將電流轉換為電壓。換句話說，這些網絡參數告訴您在網絡的輸出端口上測量的一些電流流入同一網絡的輸入端口時的電壓。這對于電源完整性工程師非常重要，因為必須將復雜的PDN建模為N端口網絡。當瞬態電流從1個端口吸入網絡時，它將在網絡中所有N個端口上產生一定的電壓波動。PDN阻抗圖實際上是網絡Z參數的波特圖的一部分。
ABCD參數
許多信號完整性工程師專注于S參數，但是重要的基礎網絡參數是ABCD參數。這些參數構成了其他所有網絡參數集之間轉換的橋梁，因此它們非常重要。實際上，諸如Matlab之類的程序將使用ABCD參數來創建網絡參數之間的轉換。對于大多數PCB設計人員而言，他們無需使用參數集即可獲得傳遞函數。最好的SPICE模擬器應用程序將在掃頻期間為您完成此操作。