Modern kablosuz iletişim, radar ve yüksek hızlı dijital sistemler, yüksek çözünürlükte (RF) bileşenleri arasındaki sinyalleri transfer etmek için bağlantıya güvenmektedir.In gigahertz frekansı, hatta kısa izler, konektörler ve kablolar, RF sinyallerin nasıl yanıldığını ve darbeye yol açtığını tanımlamak için hassas bir yöntem sunar. Geleneksel S-parametreleri kullanarak, fiziksel olarak yapılandırma teknikleri kullanarak, tasarım ve uygulama alanları ile ilgili bilgileri kullanarak, doğrulayıcıları tahmin edebilirsiniz.

S-Parameters Nedir?

[Dörtücükler, doğrulanmış ve doğru yola çıkan dalgalar ile ilgili olarak, [Döneticiler] [Dönderlikler, [Dönderler, s.

Sparametreler, gerilimler ve mevcutlardan ziyade seyahat dalgalarından tanımlanırlar, doğal olarak yüksek frekanslı ölçüm teknikleri ile uyumludur. Açık ve kısa süreli dağıtım noktalarının yüksek çözünürlükte belirlenmesinden kaçınırlar, parasitik elementlerin hakim olduğu bu, ayrıntılı olarak, kablolar, antenler, PCB izlerini ve RF ve mikrodalga mühendisliğinde konektörler.

Fiziksel Yorumlama ve Anahtar Metrikleri

Her bir Sparametre elemanı, bir interconnect.ETHFLT:0)Return kaybı) tarafından verilir - 20 log(|S11|) ve kaynak için ne kadar güç yanlıdır. [düşük yansımaları [Dönetici: 2 ).

Ölçme ve Kalibrasyon Temelleri

Doğru Sparametre verileri doğru bir kalibreli vektör ağı analizör (VNA) ile başlar. VNA, sinerjik bir hata yaratır ve yansıma ve aktarmanın büyüklüğü ve aşamasını ölçer. Ancak, ham ölçümler, kabloların etkilerini, adaptörleri ve VNA'nın iç kusurlarının birkaç yüzüncü bir kısmını ve fazına kadar azaltmalıdır.

Tipik kalibrasyon yöntemleri, kısa vadeli veya tezsiz kurulumlar için kısa vadeli bir standarttır (SOLT) örneğin, VNA'nın test (DUT) veya Line-Reflect-Match (LRM) ile ilgili olarak, her teknik, test edilen test ölçümleme yöntemlerine ilişkin olarak bilinen bir dizi standart uygular ve test edilen otomatik uygulama araçlarına izin verir.

Multiport interconnects ölçtüğünde, VNA- tüm port çiftlerinde iki kanal ölçümlerini gerçekleştirebilir, sonra matematiksel olarak onları tutarlı bir N-port S-parameter matrisine birleştirir. Bakım tüm yollarda faz tutarlılığını ve aynı kalibrasyon uçağının her porta uygulanması gerekir.For Differential Interconnects used in high-parametres, karmamode S-parameters are often preferred, describing the network in terms of Differential and commonmode-mode-modeFLT:0.IEEE 370 standard[tr|Döneticileri için kullanılan bağlantılar için uygundur.

Depresyon Teknikleri ve Düzlem İnişleri

Dezenfekte, test fikstürlerinin, kabloların ve DUT-only yanıt elde etmek için ham S-parameter ölçümünün katkılarını matematiksel olarak ortadan kaldırmanın sürecidir: Ortak yöntemler şunlardır:

  • [FONT:0]2x-Thru de-embedding[[[DUT uzunluğu iki kez ölçüldü ve S-parametreler her porttaki fikstüryi tahmin etmek için bölünmüştür.Bu yöntem simmetrik fikstürler için iyi çalışır ve PCB test kuponlarında yaygın olarak kullanılır.
  • [DUT:0)TRL (Thru-Reflect-Line) kalibrasyon[Dönetici:0) - genellikle DUT pedleri üzerinde referans uçağı oluşturmak için bilinen standartları kullanarak doğrudan yapılır. TRL, 100 GHz'den fazla frekans için mükemmel bir doğruluk sağlar.
  • [Üyetim:0)AFR (Automatic Fixture Removal))[tr|Bazı VNA üreticileri tarafından sağlanan bu teknik, fikstür parasitics için kısa ve açık standartları kullanır.
  • [FONT=0)IEEE 370 standart[[Dönem:0]- PCB test kuponlarının silinmesi için kılavuzlar sağlayın, farklı laboratuvarlarda tutarlı sonuçlar sağlar.

Doğru dezenfekte yöntemi seçmek frekans aralığı, yönetim materyali ve mevcut test yapıları bağlıdır. uygunsuz bir şekilde de-embedded S-parameter setleri, hataları en iyi simülasyon doğruluğu ile karşılaştırabilir.Her zaman bilinen standartlar veya alternatif ölçümlerle kıyaslanarak sonuçları doğrulayın.

S-Parameter Data Formats and Model Import

S-parametre verilerini depolamak için en yaygın kabul edilen format, yapılandırılmış bir metin formatındaki Touchstone dosyasının sayısı ve fazı (veya gerçek ve hayali parçalar) S.C.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.

Touchstone 2.0, karışık-mode S-parametreleri ve limandaki keyfi referansları için destek dahil olmak üzere birkaç geliştirmeyi tanıttı. Çoğu modern simülatörün her iki versiyonda da başa çıkamadığı için, büyük bir araç zincirleri dönüştürmeyi gerektirir.Intropolojik veriler, işletim frekansının birkaçını kontrol etmek önemlidir, ve referanslar birçok algoritmayı kullanarak tekrar simülasyonlar oluşturabilir.

Devre Simulators'lara aktarılmak

Touchstone dosyasını doğrulandığında, zaman-bölge için, simülatörü genellikle S-parameters'tan elde edilen dürtü yanıtını kullanarak bir konvolution yanıtını hesaplamak için otomatik olarak işlemlenebilir. Bazı simülatörler ayrıca S-parameters'in frekans-bölgesel analizler için frekans-bölgesel verileri analiz edebileceği bir bağlantı noktası olarak sunulmaktadır.

RF Interconnects ile S-Parameters ile bağlantı kurmak

Bitirme modelleri

Bireysel pasif bileşenler – RF konektörler, adaptörler, attenuators ve kablolar gibi – o zaman kendi S-parametre dosyaları ile karakterize edilebilir. Bu dosyalar matrix multiplikasyon kullanarak kalibre edilebilir (örneğin, tipik bir SMA'yı transfer etmek için) veya doğrudan bir S[DDöntgenlik ortamında bağlantıya bağlanabilir.) Tasarımcılar, 10 derece zayıf performansa veya hangi arayüze katkıda bulunabilirler.

Translar ve PCB Traces

Kontrollü devreler için, iki kanal S-parametre blokunda kontrol edilen izler, diferansiyel çiftlerin intrakonomikleri yakalamak veya test kuponlarının ölçümlerinden elde etmek için 3D elektromanyetik (EM) alan çözücüleri veya ölçümler arasından çıkarılabilir. Bu modeller, iki kanal S-parametre blokları tarafından temsil edilebilir, gerçekçi ekleme kaybı, grup gecikmeleri ve devre dışı bırakmaları gerekirken, frekanslar, geçişler ve tabakaları en yüksek yoğunluktan uzaklaştırır.

Vias andups

Vias ve konektör geçişleri, kanala ve kanal genişliğine neden olan parasitik kapasitance ve indükance'ı tanıtıyor. Full-wave 3D EM simülasyonları, PCIe 5.0 veya 112 Gb /s PAM-4 bağlantıları gibi yüksek hızlı standartları karşılayabilir. Yoğun PCB yapıları için, bir grup karşılıklı etki yakalamaya çalışarak, karşılıklı etkilerle bir araya gelmek için tek bir multi-portaj aracı olarak modellenebilir.

Karma-Mode ve Diferansiyel Interconnects

Modern yüksek hızlı dijital bağlantılar, diferansiyel sinyalleme, dört kanal S-parametre modellerini karışık-mode S-parametreleri ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ve ortak mod yanıtları, açıkça farklı geri dönüş kaybı (SDD11), diferansiyel eklenme kaybı (SDDD21), dönüşüm (SDC11, SCD21) ve yaygın sinyal geri dönüşümleri kabul eder. Birçok simülatörü standart dört kanal Touchstone dosyaları ve iç hesaplı devre dışı bırakarak, değişkenli farklı bağlantı parametrelerini gösterir.

RF Zincirlerini S-Parameter Blocks ile karıştırın

FrekansDomain Devre Simülasyonu

Tüm interconnect blokları ithal edildiğinde, tüm RF zincirleri frekans tabanlı simülasyonlarda lineer analiz kullanılarak toplanabilir. Simülatör, doğrusal olmayan transistörlerin yanı sıra, elde edilen gürültü ve stabilite için uygundur.Bu yaklaşım, frekans domaini değerlendirmek için idealdir, filtre sentez ve anten eşleştirme ağları. Keysight ADS gibi araçlar Sparametre modellerini doğrusal olmayan transistörlerin yanı sıra içeren harmonik motorlara sunar.

Zaman-Domain ve Transient Simülasyon

Dalgalamanın, göz diyagramlarının ve yüksek hızlı dijital kanallarda jitterin tahmin edilmesi için, S-parametre modelleri zaman alan gösterimine dönüştürülmelidir. Bu genellikle dürtü yanıtını elde etmek için inverse Fourier dönüşümünü kullanarak yapılır veya S-parametreleri SPICE için uygun rasyonel bir işlev modeli uygun şekilde yapılandırılır. Proper geçiş testi burada kritiktir: Bir Sparametre modeli küçük nonfiziksel olmayan kazanç sağlarsa, rasyonel uyumsuz polenler üretir.

Cascading S-Parameter Blocks

Cascading S-parametreleri T-parametreleri (transfer parametreleri) dönüştürmek ve T-matrikes'i sıraya dönüştürerek yapılır.Başlangıçta 4 kanallı bağlantı, tek bir S-parametre blokuna geri dönüştürülür.Bu yöntem, büyük sistemler için lineer zincirler için verimlidir, kalibreli bloklar içerir;

Gürültü Şekil ve İstikrar Analizi

Sparametre blokları da gürültü parametreleri ile ilgili bir not olabilir (minimum gürültü rakam, optimum yansıma katları ve eşdeğer gürültü direnci) ölçüm veya simülasyonlardan elde edilen eşdeğer bir gürültü figürü olabilir.Bir cascade, gürültü rakamı Friis formülü kullanarak hesaplanabilir, ancak her aşamadaki kazanç bilinmelidir. Benzer şekilde, stabilite çevreleri potansiyel osilasyon koşullarını tanımlamak için aktif cihazlardan arsayabilir.

SistemLevel Budget Analizi

Geniş sistemler için kiriş dizilerini veya uydu transponderlerini, bağlantı noktaları arasındaki yansımaları hesaplamak veya otomatik olarak optimize etmek gibi sistemler için, otomatik olarak ayarlayıcılar ve ADCs ile entegre edilebilir.Bu sistem düzeyindeki bağlantı bütçesi, yanlış eşleştirme noktaları ve yansımaları arasındaki farkları hesaplamak için hesaplandığında hesaplamaya olanak sağlar.Sabahscade frekans alanında (uygunluk ve gürültü için) veya Intermodülasyon ve sıkıştırma için harmonik olmayan bir sistem kullanılarak yapılanma göre, doğrudan doğrulanmış performans marjları ve daha yüksek çözünürlükte bulunan kabloların gerekli olan araçları analiz edebilir.

Doğru ve Güvenilir Simülasyon için En İyi Uygulamalar

  • [FONT:0)Ortak veri oranının en az beşinci harmonikini elde etmek için, ve zaman domaini dönüştürmek için geçişin ötesinde iyi bir boşluk elde etmek.[FONT:0) Zaman domaini için, DC'ye yakın S-parametreleri satın almak için en yüksek veri oranına en az beşinci harmonik ve geçiş bandının ötesinde, zaman domaini dönüştürmek için.
  • [FONT:0]Validate referans tutarlılığı ortadan kaldırır:) Çoğu S-parametre dosyaları 50-ohm fethini varsayarsa, devrenin gerçek dürtüleri farklıysa, tekrarnormalleştirme uygulanmalıdır. Birçok simülatörün keyfi bir şekilde bir şekilde yeniden formüle edilmesi gerekir, ancak bu, verilerin gürültülü veya sparse olup olmadığını ortaya çıkarabilir.
  • [FONT:0)Check ve geçiş ve Kaliftasyonu Uygulayın: S-parametre matrixinin, tek başına değer dekompozisyona dayanan ölçüm algoritmalarının çözümlenmesi gerektiğini doğrulamak için inşa edilen aletler. Küçük ihlaller verileri biraz daha düzeltilmesi için düzeltilmesi gerekir, ancak daha büyük hatalar, çözümü gereken ölçüm problemlerini gösterir.
  • [FONT:0)Include all related port to catchling:[Dönetici][Döneticileri ve bazı hata tahminleri ile uyumlu bir çift, yakın bir süre boyunca S-parametreleri ihraç etmek için gerekli olan birçok port için. Ignoring portlar gerçekçi olmayan bir izolasyon üretecek, iyimser göz diyagramlarına ve biraz hata tahminlerine yol açacak.
  • [FONT:0] Bilinen yapılara karşı tarih:[Dönetici: 0 ) Tam bir bağlantıya güvenmeden önce, S-parametre basit test vakalarını karşılaştır (sadece bir iletim hattı gibi) analitik sonuçlara veya üretici destekli verilere karşı. Simülasyon kurulumunu doğrulama için bir kriter olarak 50-ohm mikrotrips hattı kullanın.
  • [FONT:0)Handle ölçüm gürültüsü ve sürüklenme:[Döntgen: 0 ) VNA ölçüm sırasında Averating gürültüyü azaltır, sıcaklık stabilizasyonu ve normal recalibrasyon en aza indirmek için.Son derece geniş bant ölçümler için, birden çok kalibre ile segmentleme doğruluk artırabilir.
  • [FONT:0) tutarlı port numarasını kullanın ve isimlendirme:) Birden fazla S-parametre dosyalarını birleştirdiğinizde, port numaraları tekrar kopyalandığında tekrarlanır. Bazı simülatörler çatışmalardan kaçınmaya izin verir.

Ortak Pitfalls ve Sorun Gidering

Dikkatli bir kurulumla bile, simülasyonda S-parametreleri kullanarak çeşitli sorunlar ortaya çıkabilir.Bir ortak tuzak, ölçüm aralığının ötesinde ekstrapolasyondur.Eğer veriler 40 GHz'de biterse, ancak bir başka konu 50 GHz'de ekspeçelenebilir, araç sık sık sık sık sık sık sık sık yanlış veya yanlış kullanımlar yaratabilir.Bu veriler, daha doğrusal olmayan bir eğimle veya daha düşük frekanslarda bir yanıtla verileri depolar.

Doğru olmayan bir S-parametreler, çoğu zaman doğrulayıcıların veya faz hatalarının neden olduğu, girişten önce ortaya çıkan zaman domain-bölgesel yanıtları tekrarlamanın yol açtığı bir hatadır.Bu, gerçek olmayan temiz göz açmaları veya ön kayıt cihazları ile gerçekleştirilebilir, simülasyon zamanı, doğrulayıcıların işlemlerini kullanarak, simülasyon zaman değerlendirme işlemlerinin önemli ölçüde artırma eğilimini sağlar.

Gelişmiş Konular ve Future Yollar

Veri oranları 224 Gb /s'in ötesine geçiyor ve terabit alana, S-parametre modellemesi, bu dosyaların en kötü göz açıp elde edilmesi nedeniyle istatistiksel varyasyonu ele almak için, iz genişliği ve kaplama kalınlığı, işlem sırasındaki yüksek hızlı kanallarla bir araya gelmek için gereklidir.

Başka bir sınır termal ve mekanik etkilerle entegrasyondır. Ağlama, sıcaklık bisikleti ve mekanik stres, dielektriklerin ve iletkenlerin elektrik özelliklerini değiştirir, S-parametreleri ürün ömrü boyunca değiştirir. Gelişen tasarım, çift multifiziksel devreleri S-parametreleri nasıl günceller.

Son derece yoğun RF sistemleri için, anten-kırık tasarımları gibi, limanların sayısı büyük olur ve tüm bağlantıların tam dalga çıkarması hesaplamalı olarak pahalıdır. Model sipariş azaltma teknikleri büyük çoklu-port S-parametre matriksleri daha küçük, davranışsal olarak eşdeğer ağlara sıkıştırır, yapay zekatlı ayarlı ayarlamalarla birleştirilir.

Son olarak, açık kaynak EDA araçları ve topluluk odaklı simülasyon platformları ile hareket, yüksek kaliteli S-parametre hizmetlerinin kullanılabilirliğini artırmaktır.Belgeler gibi kütüphaneler:0) Çok sayıda Touch dosyaların işlenmesi gibi tekrarlanan görevleri önemli ölçüde hızlandırabilir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

RF interconnects ile S-parametreleri arasındaki bağlantı, karmaşık sistemlerin tasarlandığı ve doğrulandığı şekilde dönüştürür. Kompakt, frekans bağımlı bir matrixle, S-parametreler, modeller doğrulanmış, analiz eder ve optimize edilir.İlk VNA ölçüm ve kalibrasyonu, daha iyi bir beceri ile sağlar, veri ithalat ve zaman domain simülasyonu, bir disipline edilen yaklaşım, modeller, doğrulanmış gerçeklikleri ifade eder.