كيفية استخدام البارامترات إلى النموذج تبسيط وصلات Rf في مجمعات النظم

عناصر القياس والمعايرة

وتبدأ بيانات دقيقة عن المقياس المسمى S-O-PANS بجهاز تحليلي للشبكة معبر جيداً، ويولد نظام تقييم القيمة الافتراضية حافزاً متعمداً ويحد من حجم ومراحل الإشارات المنعكسة والمرسلة، غير أن القياسات الأولية تشمل آثار الكابلات والمكيفات، والاختلالات الداخلية التي تحدثها VNA.

(أ) أساليب المعايرة النموذجية: أجهزة الاستنشاق بالأشعة المقطعية (الجهاز الآلي) (الجهاز المغنطيسي) (الجهاز المغنطيسي (الجهاز) (الجهاز) (الجهاز) (الجهاز) (الجهاز) (الجهاز)

وعند قياس الروابط المتعددة الوسائط، يمكن للناقلات النووية أن تجري سلسلة من قياسات الميزان على جميع أزواج الموانئ، ثم تجمعها الرياضيات في مصفوفة ثابتة من مقياس الترددات العالية، ويجب توخي الحذر للحفاظ على الاتساق في جميع المسارات وتطبيق نفس المقياس في كل ميناء، وفيما يتعلق بالوصلات المتمايزة المستخدمة في وصلات رقمية عالية السرعة، فإن مقاييس التردد S-F-التفاوتات المفضلة في كثير من الأحيان.

De —embedding Techniques and Fixture Removal

(ج) التحلل هو عملية السحب من الرياضيات لمساهمات تركيبات الاختبارات، والكابلات، وبقايا الاختبار من قياس المقياس النمطي الخام للحصول على الرد المباشر من الـ دي.

• (2x-Thru de — hru de — embedding] - A symmetric test structure of twice the DUT length is measured, and the S‐parameters are divided to estimate the fixture response at each port. This method works well for symmetric fixtures and is widely used in PCB test coupons.
• TRL (Thru —Reflect —Line) معايرة ] - غالبا ما تؤدي مباشرة على الموجات باستخدام معايير معروفة لتحديد الطائرة المرجعية في زمالات DUT. TRL توفر دقة ممتازة للترددات تصل إلى أكثر من 100 جيهرتز بكثير.
• AFR (Automatic Fixture Removal) ] - Provided by some VNA manufacturers, this technique uses a couple of short and open standards to model fixture parasitics. It is fast but less accurate than TRL for wideband applications.
• IEE 370 standard] - Provides guidelines for de —embedding of PCB test coupons, ensuring consistent results across different laboratorys. It recommends using a combination of TRL and 2x —Thru methods.

ويتوقف اختيار طريقة التفكيك الصحيحة على مدى الترددات، ومواد المجلس، وهياكل الاختبار المتاحة، ويمكن أن يؤدي وضع قياسات متداخلة غير سليمة إلى أخطاء تضعف دقة المحاكاة، وتتحقق دائما من النتائج المدمجة عن طريق المقارنة مع المعايير المعروفة أو القياسات البديلة.

S-Parameter Data Formats and Model Import

S[FL]([FL]) [FL] Storing S‐parameter data is the Touchstone file, identified by the.sNp extension where N is the number of ports. A Touchstone file specifying frequency units, parameter (S, Y, Z, etc.), reference impedance, and the data columns in a structured text format. For example a two —ports2p file

وقد أدخلت النسخة ٢-٠ عدة تحسينات، بما في ذلك الدعم المقدم إلى أجهزة الاستنشاق ذات الترددات المتوسطة والاختلالات المرجعية التعسفية لكل ميناء، ويمكن لمعظم المحاكاة الحديثة أن تعالج كلا النسختين، ولكن سلاسل الأدوات القديمة قد تتطلب تحويلاً، وعندما تستورد بيانات المقياس الفوقي، من الضروري التحقق من مدى تواتر الملف، وعدد النقاط، والاختلاف المرجعي بين نماذج المقاييس المختلفة التي تستخدمها البلدان النامية، ولكن المقاييس الأخرى لا تتداخل بين نقاط المقاييس.

استيراد إلى مركب سيمولتور

وبعد التحقق من ملف توشاستون، يمكن استيراده كرمز مكون في الجدول الزمني، وفي معظم أدوات الإبلاغ عن النتائج، يُعامل كتلة المقياس الممتد على شكل مقياس خطي متعدد يمكن تحليله في AC، أو التوازن التناسقي، أو المحاكاة المباشرة، كما أن المحفز يحسب عادةً تواتراً لرد الوصل باستخدام نماذج المقاييس المستمدة من Sparadometer.

Modeling RF interconnects with S-Parameters

النماذج ذات المستوى المكون

ويمكن أن تكون هذه الملفات مطوّلة باستخدام مضاعفات مصفوفة (التحويلات، والمواطنات، والكابلات، أو مجهزة بشكل روتيني بملفات S-parameter الخاصة بها، أو مصممة على شكل مركب مركب، أو مركب مركب ثنائي الفينيل متعدد الأطراف، أو موصلات متداخلة مباشرة في بيئة مخططة للمحاكاة، أو مكوّنات متبادلة، أو بيانات عن الخسائر في القيمة المضافة(10).

خطوط نقل المركبات ومركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور

ويمكن استخلاص مقاييس التبسيط الخاضعة للرقابة على لوحات الدوائر المطبوعة، من مذيبات الكهرباء 3D أو من قياسات قسائم الاختبار، ويمكن أن تمثل مهبط واحد أو خط شرائط ممتدة من نوعين، بينما تتطلب الأزواج المتمايزة أربعة مستويات متطورة أو متفاوتة من المقاييس، بحيث تلتقط نماذج للاختراق في إطارات متعددة.

Vias and Connectors

(ب) إدخال عمليات الانتقال من الحيز إلى الموصلات، حيث يمكن للمحاكاة من خلال الموجة الثالثة من المقياس إلى الغلاف الجوي أن تصدر وحدات متعددة الوسائط تمثل جميع أنحاء الميدان، بما في ذلك التقارب مع الآثار المتاخمة، وبإدماج هذه القطع في محاكاة القنوات، يمكن أن تحقق الانقلابات الهندسية إلى أقصى حد من خلال التأثيرات العالية على المقياس المرجعي، ووصلات التراكم المتحرك.

المختلطين - المورد والوصلات التفاضلية

(ج) استخدام الوصلات الرقمية الحديثة ذات السرعة العالية إشارة متباينة، تتطلب نماذج مسافات أربعة متنقلة يمكن تحويلها إلى بارامترات متفاوتة للنشر، وتتسبب في اختلالات مختلفة في استخدام الطاقة، وتباين مستويات التبادل بين أجهزة التحكم في الانبعاثات، وتفضيل عوامل الوصل بين مختلف أنواعها، وتظهر بوضوح فقداناً في العائد (SDD11)، وفقدان في استخدام النماذج (SDC11، SCD21)، ورفض المختلط.

:: تبسيط سلسلة الترددات الإقليمية مع حواجز S-Parameter

محاكاة الدائرة الرئيسية

(أ) إذا تم استيراد جميع القطع المترابطة، يمكن تجميع سلاسل الترددات الكاملة في أجهزة محاكاة التردد باستخدام تحليل خطي، ويعالج المحفز كل كتلة من المقياسات المنفصلة كنوع خطي من المسافات والمذيبات للتشهير، والكسب، والضوضاء، والاستقرار، وهذا النهج مثالي لتقييم الأداء التعاقبي، وتركيب التردد، ونموذج التطابق البصري.

التوقيت - التناوب والتنقل

وبالإضافة إلى ذلك، فإن تشخيص الموجات، ورسوم العين، والمنسوجات في القنوات الرقمية العالية السرعة، يجب تحويل نماذج S--parameter إلى بيانات غير ثابتة زمنياً، وكثيراً ما يتم ذلك باستخدام نموذج " فورييه " غير المرئية للحصول على رد فعل الدافع، أو عن طريق تركيب مقاييس مختلفة لنموذج وظيفي رشيد مناسب لنظام الأفضليات المعمم.

حواجز S-Parameter

ويُجرى القصف بتحويل أجهزة القياس S---parameter إلى مقاييس (برامترات النقل) وتضاعف مقاييس التطوّر، ويمكن عندئذ تحويل المصفوفة المركبة المكونة من مقياس ت - مكافئ إلى مجموعة واحدة من أجهزة التكتل، وهذه الطريقة فعالة بالنسبة للسلاسل التعاقبية من المكونات السلبية، غير أنه عندما تكون هناك مجموعات من المحركات ذات أرقام مجمّعة مختلفة (مثل كابلات الموانئ)

الرقم وتحليل الاستقرار

ويمكن أيضاً شروح مجموعات المقاييس ذات البارامترات الضوضاء (رقم الضوضاء الأدنى، ومعامل التفكير الأمثل، ومقاومة الضوضاء المقابلة) المستمدة من القياسات أو المحاكاة، وفي سلسلة من الحركات يمكن حساب الرقم الإجمالي للضوضاء باستخدام صيغة فرييس إذا كان من المعروف أن المكسب المتاح لكل مرحلة، وبالمثل، يمكن وضع دوائر الاستقرار من خلال أجهزة الربط الشبكي المباشر لتحديد أرقام الضوضاء المحتملة.

تحليل الميزانية على مستوى المنظومة

(أ) بالنسبة للنظم الكبيرة مثل صفائف التضليل أو أجهزة الإرسال الساتلية، يمكن إدماج نماذج الوصلات المترابطة في نماذج سلوكية للمضخمات والمزلاجات وأجهزة الإرسال، مما يتيح حساب ميزانية الرابط على مستوى المنظومة مع بيان الخسائر والتفكيرات القائمة بين المراحل، ويمكن تحليل هامش التسلسل التسلسلي إما في نطاق الترددات (بالنسبة للمكاسب والضوضاءة) أو استخدام نماذج غير محددة المدة

أفضل الممارسات في مجال المحاكاة الدقيقة والموثوق بها

• Measure or simulate over a wide frequency range:] For time —domain applications, acquire S-linkmeters from near DC to at least the fifth harmonic of the highest data rate, and well beyond the passband to ensure proper causality when transforming to time domain. For 28 Gbps NRZ, extend to 70 GHz or more.
• ]Validate reference impedance consistency: Most S-parameter files assume 50-ohm terminations. If the circuit’s actual impedance differs, renormalization must be applied. Many simulators can renormalize to an arbitrary impedance, but this may introduce errors if the data is noisy or sparse.
• Check and enforce passivity and causality:] Use built‐in tools to verify that the S‐parametermeltricmel does not reflect more power than is incident (magnitude of all eigenvalues of the S —matrix < 1). Small violations can be corrected by perturbing the data slightly, but larger values indicate measurement problems that need to be resolved.
• Include all relevant ports to capture coupling:] When simulating a differential couple with adjacent aggressor lines, export S-linkparameters for as many ports as needed to capture cross communication. Ignoring ports will produce unrealistic isolation, leading to optimistic eye diagrams and bit error rate predictions.
• Validate against known structures:] Before trusting a complex simulation of a full interconnect, comparison S‐parameter models of simple test cases (like a straight transmission line) against analysis results or manufacturer —-ofplied data. Use a 50-ohm microstrip line as a benchmarks to verify simulation setup.
• Handle measurement noise and drift:] Averaging during VNA measurement reduces noise, while temperature stabilization and regular recalibration minimize drift. For extremely wideband measurements, segmenting the sweep with multiple calibrations can improve accuracy.
• Usese consistent port numbering and naming:] When combining multiple S‐parameter files, ensure port numbers are not duplicated. Some simulators allow renaming ports to avoid conflicts. Mismatched port numbering is a frequent source of simulation errors.

الشلالات المشتركة والاضطرابات

وحتى مع وضع دقيق، يمكن أن تنشأ عدة مسائل عند استخدام المسافات العالية في المحاكاة، ومن بين هذه المجازفة استقراء ما بعد نطاق الترددات المقيسة، وإذا انتهت البيانات إلى 40 غيغاهيرتز، ولكن المحفز يحتاج إلى نتائج عند 50 غيغاهيرتز، يمكن أن تُستهلك الأداة باستخدام النقاط القليلة الأخيرة، التي كثيرا ما تنتج تواترا غير كيميائي، وتُكفل دائماً تغطية البيانات عن نطاق التشغيل المنشود، وإذا لزم الأمر،

أما المقاييس غير المحسوبة، التي كثيرا ما تكون ناجمة عن أخطاء في التحلل أو المراحل غير السليمة، فتؤدي إلى استجابات دقيقة حيث يظهر الناتج قبل إدخاله، وتظهر هذه المقاييس على أنها فتحات نظيفة غير واقعية أو مسببة للتوترات، وتشمل محاكاة كثيرة فحصا للسببيات من شأنه أن يؤدي إلى حدوث انتهاكات؛ وإذا ما تم إبرازه، أو إعادة قياس نماذج الديموغرافيا أو تطبيقه

المواضيع المتقدمة والتوجيهات المستقبلية

ومع انتقال معدلات البيانات إلى ما يتجاوز 224 غب/غاء وفي عالم المدار الأرضي، يجب أن تتصدى نماذج المقاييس لتحديات جديدة، فالتغير الإحصائي الناجم عن تسامح التصنيع في نظام الديكلتر الثابت، وطريقة التتبع، وسمك البلاط يمكن إدماجه من خلال محاكاة مونت كارلو التي تتفاوت مع البارامترات الأرضية في مذيبات ثلاثية الأبعاد، وتصدر أسرة من ملفات فتحات المقاييس.

وثمة حدود أخرى تتمثل في دمج الآثار الحرارية والميكانيكية، إذ إن الشيخوخة، ودورات الحرارة، والإجهاد الميكانيكي يغيران الخواص الكهربائية لمقاييس الديليكتريات والسلوك، ويحولان مقاييس S------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

وبالنسبة لنظم الترددات المحتوية على كميات كبيرة من الكثافة، مثل تصميمات التغليف الهوائي، يصبح عدد الموانئ كبيرا، ويصبح استخراج جميع الموصلات المتشابكة بالموجات الكاملة باهظ التكلفة حسابيا، وتفرض تقنيات الحد من المولدات النموذجية على المصفوفة المتعددة الوسائط في شبكات أصغر حجماً، ومعادلة سلوكية في الوقت نفسه الحفاظ على الخصائص الأساسية المتكررة مع تربصات الذكية الاصطناعية، وهذه الأساليب

وأخيراً، فإن الانتقال إلى أدوات التعبئة الإلكترونية المفتوحة المصدر ومنابر المحاكاة المجتمعية يزيد من توافر المرافق العالية الجودة والمتمثلة في المقاييس، كما أن المكتبات مثل ] Scikit —rf (Python) تتيح للمهندسين التلاعب بالأدوات المميزة لتصميمات المقاييس المتطورة، مما يجعلها أكثر سهولة في عملية التجهيز الآلي.

خاتمة

ويحول الربط بين نموذجي نموذجي لنموذج S-B-parameter طريقة تصميم النظم المعقدة والتحقق منها، إذ يلبي السلوك الكهرومغناطيسي الفعلي أو المحاكا في مصفوفة يعتمد عليها التردد، ومواصفات S-A-parameter، ويجعل من الممكن التعاقب، والتحليل، ويحقق أقصى قدر من الدقة في تصميم المواد، ويضمن قياسات التسلسل القياسي الأولية، ويضمن قياسات المقاييس المميزة عن طريق التوليد.