随着高速数字电路时钟频率不断提高、信号跳变时间越来越短,高速互连引起的信号完整性问题日益突出并已成为高速数字电路设计中迫切需要解决的关键问题。在高速电路信号完整性分析中可以采用时域和频域分析方法。当分析具有分布参数元件和频变元件的互连和封装结构时,与传统的时域分析相比,采用频域分析方法更为简单方便。在频域分析结果的基础上,通过傅里叶变换可以得到高速脉冲信号的时域响应。本文首先介绍了高速电路信号完整性分析的相关理论;其次,介绍了在信号完整性频域分析中的散射参数(S参数)理论以及在传统S参数理论基础上发展起来的便于分析差分网络的混合模S参数理论;重点研究了混合模S参数的网络特性,参考面移动对混合模S参数的影响,以及级联网络混合模S参数的计算等问题。在级联网络混合模S参数的计算中,本文首次提出了通过信号流图计算的方法,并推导出了计算公式。与利用混合模T参数计算的方法相比,由于该方法省去了两次混合模T参数与混合模S参数之间的换算,计算更为简洁。利用电磁全波分析软件,分别对两个平行差分线级联以及两个差分线拐角级联进行建模仿真,验证了上述计算方法的正确性。最后,利用电磁全波分析软件建模,仿真和分析了多种高速互连设计中的差分互连不连续性,如:不完整地参考面、拐角、过孔等,得到这些不连续结构的混合模S参数,并由此分析了以上不连续结构的不同参数对差分信号传输的影响。分析结果对解决高速差分互连不连续性引起的信号完整性问题具有一定的指导意义。