النماذج الرياضية في الهندسة
تطبيق تحليل البارامترات S على الأجهزة غير المباشرة وغير المتبادلة
Table of Contents
مؤسسة البارامترات المبعثرة
ScaLT parameters, universally known as S-parameter, underpin modern RF and microwave cit analysis.[FT
لماذا تفشل المكوّنات غير الحديدية الكلاسيكية
أما أجهزة التفجير غير الخطية، والمزلاجات، ومضاعفات التردد، والمحدِّدات - تلغي مبدأ الفرضية الذي يستند إلى نظرية المقياس S-parameter - وتشمل مكوناتها من الطيف الترددي غير الموجودة في حافز المدخلات، كما أن فقدان الكسب أو الإضافة يعتمد على الكم الهائل من الإشارات، كما أن مصفوفة المقياس S-parameter التي تقاس على أساس قوة مدخل ثابتة لا يمكن أن تُنبأداءها على مستويات أخرى من الارتداد الطاقة.
وكثيرا ما يواجه المهندسون " أجهزة قياس ذات علامة صغيرة " تقاس في نقطة تحيز حيث يتصرف الجهاز شبه خطي، ويعاني مضخم منخفض الضوضاء يدفع إلى - 30 دبوم من هذا النموذج جيدا، غير أن نفس مقياس S-parameter لا فائدة منه للتنبؤ بكفاءة جهاز تحويل كهربائي مزود بمقياس 6 دبلومترات محلية إلى رفوف.
مقياساً كبيراً - نظاماً للعلامات S-Parameter وإطار قياس X-Parameter
وتقاس أجهزة الاستنشاق بالعلامات الكبيرة عندما يكون الجهاز متحيزا ومدفوعا في ظروف تشغيل واقعية، بما في ذلك نبرة كبيرة من الترددات المتوسطة التي تمارس المنطقة غير الساحلية، وتشمل أداة تحليلية لشبكة النواقل غير الخطية أو نظام تقييمي معدل مع مجموعة من أجهزة التردد الخارجي لا تقتصر على الترددات الأساسية بل تشمل أيضا تواترا عرضيا ومنتجات غير مصممة للاستخدامات الحرجة.
(أ) تركيبة مركب من طراز PHL-S-V-S-BO-FT، مستمدة من إطار تشوه البوليمرين، وهي أكثر عناصر التنفيذ التجاري اعتماداً، حيث يُعبر نموذج " T-FSI " عن الموجة المتناقلة من المحركات (S-FLT:0)
الرصيد المنسق والتعبئة المختلطة
أما بالنسبة للمحاكاة على مستوى الدوائر، فإن التوازن المتناسق يحل المشكلة غير الخطية مباشرة في مجال الترددات، بينما تقسم الدائرة إلى سلاسل فرعية غير خطية، وتصفها المضاربة المحسوبة من خط العرض S- or Y-paraadstates في مجموعة من الترددات ذات الصلة بالارتقاء، بينما تقيّم الأجزاء غير المتناظرة باستخدام أجهزة مذيبة نصف نمطية
ويعالج التوازن المتناسق حالات عدم خطية قوية بشكل تعسفي دون قيود صغيرة، ويحل محاكاة واحدة من مركبات HB محل سلسلة طويلة من القياسات التي تستخدم الطاقة الكهربائية([78]) ويستخدم المصممون عادةً الـ HB لتحقيق الحد الأمثل للشبكات التحيزية، والإنهيارات المتناسقة، وشبكات الاستقرار في الوقت الذي يرصد فيه رسم الخرائط وتواتر الأخطاء في الوقت الحقيقي.
السمات غير المتبادلة
In-reciprocity implies asymmetric wave transmission: S21] ⁇ S]12. The most common examples areolators and circulators, typically built from ferrite materials biased with a permanent magnet. The magnetic portce field breaks time-remme.
ومن منظور مقياس S-parameter، فإن عدم المعاملة بالمثل ينتهك ببساطة حالة مصفوفة قياسية، ونموذجية من تدابير السحب السريع هي مصفوفة للتناوب تكون ذات حجم وحدة على مسارات التداول وعزلة شبه صفرية على مسارات عكسية، مثلاً، فإن جهازاً قياسياً مثالياً من نوع S([FLT:])
التصميمات غير التبادلية
ويكتسب المشتغلون بالشبهات الناشطون الذين يُشَيدون من المترجمين التحريريين مجازفة، ويستغلون هذه الدوائر التخلف المتأصل في جهاز ثلاثي الأجل: فالإشارة التي تُطبق على البوابة تظهر في التصريف، ولكن الإشارة التي تُطبق في التصريف تُستنبط عند الوصول إلى البوابة، ولا سيما عند الترددات العالية، حيث يمكن الجمع بين عدة مراحل من العزلة مع متغيرات في الاتجاه.
تقنيات القياس للمكونات غير الحدودية وغير المتبادلة
ويبدأ التميز الدقيق بمقياس حراري مقارن على النحو المناسب، أما بالنسبة للأجهزة الوسيطة والمتبادلة، فإن نموذجاً قياسياً للخطأ على مدى 12 عاماً يكفي، أما بالنسبة للمكونات غير المتجانسة وغير المتبادلة، فيجب أن تتطور البنية التحتية للقياس، وتضيف جهازاً قياسياً مطابقاً للسندات إلى قاعدة زمنية مشتركة، وكثيراً ما تكون مستمدة من مولدات كهربائية أو مركبة خارجية.
الاعتبارات المتعددة الأطراف والحرارية
أما بالنسبة للأجهزة غير التبادلية، فإن تسلسل القياسات مباشر ولكن دقيق، وبالنسبة لجهاز توجيه ثلاثي للشحنات، فإن نظام تقييم الأداء في ميناءين يُستخدمان في كل ميزنة، بينما يُنهى المرفأ الثالث في شكل حمولة عالية الجودة، وربط بين 50 درجة حرارية، والزوجين هما أيضاً هامش الرياضيات إلى ثلاث مقاييس، ونوعية فقدان أجهزة التحميل في حدود التأثيرات المباشرة
تدفقات التصميم المتكاملة: من المحاكاة إلى المبرمجيات المصدق عليها
ويُستخدم في تصميم نظام إدارة المعلومات الإدارية الحديثة لنظم غير خطية وغير متبادلة، ويُستخدم في المحاكاة الكهرومغناطيسية، ومحاكاة الدائرة غير الخطية، وقياسات نظام تقييم الأداء الوطني، ويُنشأ تصميم نموذجي لسلسلة الإرسال يُستخدم في تصميم نموذجي مؤسسي للمسافات الثابتة، ويُستخدم في تصميم نظام تقييم الأداء الكهرومغناطيسي، أو في مواقع التماثل الأمثل لتصميمات المحتوية على نماذج متجانس.
وعندما يتم تصنيع المضخم المادي، تقاس البارامترات الصغيرة S-signal أولاً لتثبيت هياكل المطابقة السلبية ونقطة التشغيل في العاصمة، ثم يتم إجراء عمليات تطهير كبيرة من الحمولة ومضروبات المصدر، وكثيراً ما تستخدم أداة تحميل آلية مرتبطة بمؤشر VNA، وتستبدل البيانات المقومة النموذج المستخرج في التحقق من الأداء.
دراسة حالة: تصميم مكبرات دوهيرتي
في مضخة (دورتي) مضخة ناقلات تُعالج إشارات منخفضة الطاقة بينما يتحول مضخم ذروة إلى مستويات أعلى من الطاقة، وجهاز التحميل الذي يُشاهده كل جهاز يتغير دينامياً مع طاقة الإنتاج، وأجهزة الإنفصال الصغيرة لا يمكنها أن تلتقط هذا السلوك، وبدلاً من ذلك، يستخدم المصممون نماذج قياسية مستخرجة على مستويات متعددة من الطاقة
تحليل الاستقرار في النظم غير التجارية وغير الإلكترونية
ويصبح تحليل القابلية للتأثر أكثر تعقيداً عندما تكون الشبكات غير متبادلة وتدفع إلى الضغط، وقد تؤدي عوامل الاستقرار التقليدية ذات الرحلتين (K, che) المستمدة من أجهزة الاستنشاق ذات العلامات الصغيرة إلى ظروف خطية ومتبادلة، وعندما يكون الجهاز مدفوعاً بإشارة كبيرة، إلى تغيرات غير مشروطة في السلوك غير المشروط على نحو دينامي في ظاهرة الاستدلال الترددي المنخفض المعروفة باسم " التحول أو " المقياس الشمولي " .
أما بالنسبة للشبكات غير التبادلية مثل المحركات، فإن معايير الاستقرار يجب أن تمتد إلى تركيبات متعددة الموانئ، ويمكن أن تظهر شبكة ثلاثية من الموانئ غير مرئية في تحليل استقرار المرحلتين، ويستخدم المصممون عادة اختباراً استقراراً عاماً من ثلاثة أرقام، ويتحققون من أن الجزء الحقيقي من جميع قيم هامش الارتحال الطبيعي يظل إيجابياً في نطاق الاهتمام المتواتر.
محاكاة الظرف الزمني لعلامات الاتصالات الحديثة
وفي حين أن مقاييس التردد S-domain S-parameters تهيمن على التفكير في الترددات الترددية، فإن السلوك غير الخطي وغير المتبادل يتطلب في كثير من الأحيان رؤية ظرفية ثابتة للزمن، حيث إن الإشارات الحديثة للاتصال - أوف دي أم، أو 5G NR، أو تسلسل الرؤوس الرادارية - ترتفع فيها معدلات الذروة إلى المتوسط التي تخترق الجهاز من خلال سميته المربحة بالكامل.
وتشمل البيانات المقاسة المطلوبة لنماذج الظرف بيانات من طراز X-parameter على مستويات متعددة من الطاقة، وقياسات منخفضة التردد S-parameter لشبكة التحيز، وبيانات الازدحام الحراري، وعند تصميمها بشكل صحيح، يمكن للنموذج الناتج أن يتوقّع على منتجات التشويه المعتمدة على الذاكرة لدى المضخم في إطار سداسي، مما يتيح ربطات الألغاز الرقمية قبل الاضطرابات بتقنيات الحفظ.
التكنولوجيات الناشئة: قياس الوقت والتطبيق غير المتماثل
وقد حفزت البحوث في الأجهزة غير التبادلية الاهتمام بالطرق المميتة المميتة المميتة المميتة المميتة وأجهزة الاستنشاق شبه المتماثلة التي تكسر التبادلية دون تحيز مغناطيسي، ومن خلال تعديل قدرة خط النقل على التحمل أو القدرة على تحمل موجة السفر، أظهر الباحثون نشر إشارة ذات اتجاه واحد على رقاقة، وتواترها الكامل من الأسمدة، وتشمل هذه الأجهزة بُعداً قياسياً كبيراً،
وبالمثل، فإن الأجهزة غير المحظورة التي تستخدمها شركة جوزيفسون للأجهزة الحجرية الكميّة التي تعمل بالموجات الخفية تقاس بمواد قياسية مبردة عند درجات حرارة المطاحن، وتستلزم هذه المكوّنات معايير مقياسية متخصصة وتضخم من الموجات المنخفضة بسبب قوى إشارات منخفضة للغاية (بينما يصل إلى 130 درجة مئوية) وتظهر هذه المواضيع التي تتطور في مجال تقنيات التكييف الجديدة.
أفضل الممارسات والخيوط المشتركة
وعند تطبيق تحليل المقياس S-parameter على المكونات غير الخطية وغير التبادلية، فإن العديد من المبادئ التوجيهية تمنع التصاميم الكلفة، أولا، ظروف القياس الحكومية صراحة: التردد، قوة المدخلات، التحيز، درجة الحرارة، بيئة الارتداد في الموانئ الخاطفة، ومحتويات المقياس المقياس المقياسي: صفر)٢( ]مضاد المقياس المقياس: ١[
وأخيراً، لا تعتمد أبداً على أداة محاكاة واحدة بدون تداخل، ولا تستخدم نسق مستقل للتوازن الوئامي، ومحاكاة المظروف، وتقاس بيانات الناموسيات الوطنية لبناء الثقة، وعندما تنفصل النتائج، لا تدرس نموذج الجهاز فحسب، بل أيضاً تعريف مجموعة أدوات المعايرة، وهياكل التفكيك، وقابلية التكاثر للربط، وكثيراً ما يكمن الفرق بين المنتج الناجح والنموذج الأولي الفاشل في كيفية التشكيك.
خاتمة
ويستلزم تحليل الأجهزة غير الخطية وغير المتبادلة الانتقال إلى ما بعد العالم المريح من مقاييس صغيرة ومتبادلة، ولكن إطار تداخل المضمار غير مهجورة، كما أن تعددية الشكليات الكبيرة، والمقاسات الدقيقة للتوازن، وتحليلات دقيقة للاستقرار في مجال القياس متعدد الوسائط، وتقنيات القياس المتقدمة للنباتات المتعددة المصادر، لا تُترك.