“数字互连”的分析是对互连线仿真后由特性阻抗和传播常数定义的频域分析。互连中的数字信号是在组件之间传输比特的调幅脉冲序列，从技术上讲，“数字互连”分析问题是脉冲传播建模的时域模拟问题，传输的序列（1和0）是数字和模拟互连分析域之间的唯一边界。然而，这个时域分析问题实际上总是在频域得到解决。脉冲或脉冲序列在时域被转换成谐波或正弦信号的叠加，因为它在数学上更容易和更方便地使用相量和复分析来模拟谐波信号的所有类型的信号退化。为了确保数字信号真正通过，必须建立互连模型，其中包括在高速率下所有信号恶化的原因。总的来说，造成所有的信号恶化的原因可以分为3类：
•介质和导体的吸收损耗；
•由于阻抗失配和不连续导致的反射损耗；
•耦合损耗和失真（包括串扰）；
其中的介质和导体中的吸收或耗散损耗是不可避免的，但可以在层叠规划阶段有效地减轻——电介质和导体材料的选择以及层叠的几何形状定义了特定数据速率下最大可能的通信距离。考虑到反射，它们可以进一步分为以下3类：
•传输线反射和终端阻抗失配；
•单个不连续面的反射-过孔，过渡，AC decap，参考平面的间隙(跨分割)；
•周期性不连续的反射——cutouts、纤维编织效应；
为什么要关心反射？—因为反射会使传输的信号降速，可能导致链路故障。因此，理解和评估反射对于信道质量控制是有用的，并且在频域（反射损耗的界限）和时域（有效回波损耗或ERL）中都有相应的依从性度量。
为了研究反射，下一步是定义传输线段的属性，如果没有“边界条件”或端接，描述传输线最有效的方法是使用波形和散射参数或s参数，这里是一个长度为l的传输线段，连接到所有变量的电压源，定义s参数：
其中a1、a2为“入射波”，b1、b2为“反射波”。V1、V2和I1、I2为段端口（端子对）的电压和电流。Zo是端接阻抗或归一化阻抗。这个定义中的波不是传输线中的实际波，而是通过电压和电流正式定义的变量。利用传输线线的电压和电流方程和Kirchhoff定律，可以定义该段的入射波和反射波的s参数或s矩阵如下：
反射（S11和S22）和传输（S12和S21）可以分别表示为：
传输参数包括吸收和反射的影响，这是反射和传输的非常普遍的定义-可以用于传输线特性的简单实验或作为一个段的严格建模。它取决于特性阻抗的定义和输入的传播常数。考虑到零反射条件，为什么不总是这样做呢？首先，特性阻抗对于有损耗的线路来说是复杂的——它有实部和虚部，如下图显示：
所以，至少在理论上，应该能够非常接近0反射情况，实际上有更多的因素不允许它-制造变化和不连续性，如pad和via是最重要的。
现在，基于上述分析，研究一个简单的5cm带状线段，在1 GHz时特征阻抗约为50.4Ohm，在FR408上仿真为Dk=3.8， LT=0.0117 @ 1 GHz，RR=1.2的铜，Hammerstad粗糙度模型：SR=0.4， RF=2，这个问题是尽可能现实的，唯一的简化就是不存在不连续，传输线段在频域和时域上的响应如下：
传输线段两端以50Ohm termination，反射|S11|和透射|S21|参数的量级显示在左图，相应的TDR显示在右图（20ps阶跃响应的反射，以Ohm为单位）。首先，可以观察到反射不是零，而是非常低-低于-37.5 dB（只有大约13 mV在1 V激励下反射-这是通常不可能的）。因此，传输参数的大小是平滑的，主要由介质和导体的吸收来确定。注意反射参数有一些最小值和最大值。第一个最大值出现在线段长度大约等于传输线波长的四分之一的频率处，由Gamma定义，每一半波长重复一次。第一个最小值是在波长的一半左右，也重复每一半的波长。考虑TDR，可以看到它与特性阻抗的变化是一致的。
如果传输线的特性阻抗与终端阻抗明显不同怎么办？来看看上面相同层叠中的约25Ohm的带状线的结果：
传输（插入损耗）和反射（以dB为单位）的幅度显示在左图中，TDR显示在右图中。反射大大增加，这意味着更多的信号能量被反射。因此，在某些频率上，传输或插入损耗降低了——传输的信号能量减少了。插入损耗现在呈波浪形，重复反射模式——反射中的最大值是插入损耗中的最小值。这里的信号能量不是被反射就是被吸收。左图也有反射参数的表达式——分母上的双曲正切解释了最小值和最大值——这是三角函数！虽然是复数。s参数直接用于计算TDR，在这种情况下，TDR显示了段末端的一些多重反射。
另一种情况的特性阻抗大得多，约为75Ohm，线段长度相同，终端为50Ohm，如下所示：
在s参数图上它看起来和之前的情况很相似。然而，它有更多的导电损耗，TDR上升，而不是下降，并在窄传输线中显示更多的电阻（斜率上升）。在这两种“反射”情况下，只有一个或两个反射是重要的-由于吸收损失，它很快消失。
最后，元器件之间的阻抗恒定应该是设计目标，但在实际情况中经常被违背。单端或差分走线是由走线和参考导线组成的开放波导结构。因此，在进行任何类型的互连分析之前，阻抗连续性应首先用经过验证并予以保证的。
