S Parametreleri Nedir?

Onun özünde, bir saçılma parametresi, bir elektromanyetik dalganın bir sonsuzlukla nasıl davrandığını açıklar - bir bağlantı, bir filtre veya tüm yükseltici bir zincir.ij[Dönemli)[Dönemli bir akışta, her port[Dönemli dalgalar için, geçiş noktasının altındaki dalgalar, tüm portlara doğru doğru doğrulanmış dalgalar için, diğer tüm devreleri tamamen azaltılır.ij[D)[Döneticileri ile birlikte, doğrulanmış dalgalar için, diğer tüm portlar için doğrulanmış dalgalar için doğrulanmış dalgalar için, diğer tüm uçsuzlar için.

Açık veya kısa süreli koşullar gerektiren parametrelerin aksine - mikrodalga frekanslarında pratik kabuslar -S parametreleri, iki büyüklükte ve faz bilgilerini yakalamak için karmaşık sayılarla tanımlanır, vektör ağı analiz eder (VNA) kolayca bir sinüsoidal uyaran bir uyaran ve yansımaları algılayabilir ve hassas uçlarla yüklenirken, Sonuç, iki boyutta ve faz bilgilerini yakalamak için karmaşık sayılar kümesidir.

Her bir elementin fiziksel anlamı sezgiseldir. S)[Dönemli şartlar) I. port i. Büyük bir boyuta göre, güçle ilgili olarak geri yükleme işlemine yol açan, S[DDD)[Dönetici[Dönetici:2)[Dönetici[Dönetici:2)[Dönetici:2))

Neden Multi-Port S Parametreleri Madde

Bir cihazın iki limandan fazla olduğu zaman, etkileşimler liman 3 ve 4 arasında izolasyona çok daha karmaşık hale gelir. Tam bir S matrix çapraztalk mekanizmaları, mod dönüşümleri ve bir parçalı görüntünün sadece anten dizileri tarafından tanımlanamaz.In anten dizileri, elementler arasındaki karşılıklı darbeler arasında karşılıklı olarak da tanımlanabilir; her port 3 ve 4 ile karşılıklı parametrelerin her çift arasındaki karşılıklı parametrelerin her bir şekilde tanımlanması gerekir.

Multi-port S parametre analizi ayrıca, bir bileşenin daha büyük bir sistemde gömülürken nasıl davranacağını tahmin etmek için mühendislere de olanak sağlar.Bu esneklik, S matrixi farklı koşullar altında yeniden değerlendirmeye, T-parameter kalibreli üretimdeki diğer ağ bloklarıyla birleştirerek, tek bir kaydedilen Np dosyasına tekrarlanabilir - harmonik zamanlar arasındaki analizi tekrarlayarak - simülasyon doğruluğuna olan verileri optimize etmek için gerekli olan verileri optimize eder.

5G büyük MIMO antenlerinde (64 veya 128 liman), uydu iletişim çoklu ayarlayıcıları ve yüksek hızlı dijital bağlantı bağlantıları (USB4, PCIe 6.0) ve alt-THz aralıkları için gerekli olan gereksinimi artırdı.Bu olmadan, bağlantı bütçeleri belirsiz hale gelir, sinyal bütünlüğüne ve pahalı deneme-ve-terör ayarlı döngüler geliştirme süresini uzatır.

Matematiksel Temel

[FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=I=FONT=FONT=I=S=S=S=FONT=FONT=FONT=S=S=S=FONT=S=FONT=S=S=S=S=S=S=S=FONT=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=FONT=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=FONT=S=S=S=S=S=S=S=S=S=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=S=S=S=S=S=S=S=S=S=S=FONT=FONT=FONT=FO

S parametreler doğal olarak frekans bağımlı karmaşık sayılardır. pasif, kayıp bir ağ için, S matrix birimseldir (S[Dönetici:0)H)I), tam N-port matrisi kullanarak, bazı elementlerin büyüklüğü doğrudan iki kanaldan elde edilen ölçümlü ölçümler için hesaplanan bir parametreden elde edilebilirlik faktörü ile değerlendirilebilir.

S parametreleri ve diğer temsiller arasında çeviri yapmak –Z, Y, veya T parametreleri – ortak bir manipülasyonu içerir. İlişki, matrisleri ve normalleştirme engelleyici ölçekleri içerir, ancak modern simülasyon araçları için bu operasyonlar temel matematik kullanılarak yapılır, ancak mühendislere tahmin edilen fiziksel yanıt ile ağların bir araya getirilmesine yardımcı olur.For cascading multi-port blokları için, T-parameters sıklıkla kullanılır: T-matrix for a two-port is built in. Know the underlying matematik, ancak etkili bir konkatantasyon yöntemleri, birçok giriş ve çıkış noktaları ile yükseltici zincirler gibi daha büyük bir bağlantı sağlar.

Karma-Mode S Parametreleri

Birçok multi-port cihazı tek taraflı S parametrelerin ötesinde bir açıklama gerektiren farklı sinyalleri ele alır.(Seks-mode S parametreleri genel olarak ayarlanır ve farklı modlar için kullanılabilir.)

Ölçüm Teknikleri

Multi-port cihazları için S parametreleri bir vektör ağı analizörüne dayanıyor (VNA). A VNA dış geçiş matrisi veya gerçek bir multiport VNA, tek bir porta göre tüm S parametreleri ele alabilir ve yön veren çift veya köprüleri tüm limanlarda kullanarak iletebilirsiniz.Dönemli bir geçiş için, dört kanal ölçüm için, bir iki-port VNA dış geçiş matrisi veya gerçek bir multiport VNA'yı tek bir yükleme işlemine izin verebilir.

Kalibrasyon: Doğruyuyun Anahtar

Hiçbir ham VNA verileri uygun kalibrasyon olmadan faydalıdır. Sistematik hatalar - yönlendirme, kaynak maç, yükleme maç ve frekans cevabı - kısa vadeli ölçümler gibi hesaplamalar için, kalibrasyon standartları ile ilgili olarak, her port çifti bağlantı yoluyla bağlantı sağlar ve kalibrasyon standartlarının yüksek oranda tekrarlayıcı olması gerekir.

Kalibrasyondan sonra, referans uçağı, bağlantı arayüzünde kurulmuştur. Cihazın test edilmesi veya devre sınırlarında test gerektirir, ek de-embedding teknikleri - örneğin, DUT'un terminallerine referans uçak - sadece yüksek port sayıları için tek bir işlem gerektiren bir şekilde basitleştirilebilir.

Pratik Değerlendirme

Çok fazla kanal S parametre ölçümleri ayrıntılı olarak dikkat gerektirir. Kullanılmamış limanlar yüksek kaliteli 50 ULL yüklerde S parametre tanımını yerine getirmek için sona ermelidir. Zavallı ends, tüm matrix elementlerini bozan yansımaları tanıtıyor; Kablo stabilitesi ve faz yönlendirmesi de kritik; yüksek limandaki herhangi bir esneklik, hız arasındaki test kabloları ve ölçümler, VNA'nın tüm değişkenliği en aza indirmek için dört kanalda hıza kadar hızlanıyor.

Veri kalitesini sağlamak için mühendisler genellikle bilinen bir altın standart cihazı kullanarak bir doğrulama adımını gerçekleştirirler, örneğin bir hava-line veya hassas bir yanlış eşleştirme yükü, kalibre edilen sistemin tüm frekans aralığında beklenen sonuçları onaylar.Logging çevresel koşullar (sıcak, nem) ölçümler zamanla kaymaya yardımcı olur. Bazı yüksek uç laboratuvarlar otomatik kalibrasyon doğrulama rutinlerini kullanır.

Multi-Port S Parametre Data

Bir kez ölçüldüğünde, N-port S parametre dosyası (özellikle Touchstone formatında, .sNp) frekans bağımlı karmaşık sayılar içerir. Bu bilgiyi görselleştirmek sistematik bir şekilde arsalama gerektirir.Gerekli modda ve faz için en yaygın formatlar.For yansıma katları [S|Dönemli çıkış yolu gösterir, devre dışı bırakma ve çıkış yolu gösterir.

Çok fazla kanal verileri ile, çapraz bağlantı izolasyonu özellikle önemlidir. 16-port anten serisi için, 256 izlerinin bir matrisi bir tasarımcıyı aşırı yüklemeye veya gürültücü görünümlere yardımcı olur. Heat map and tabular views help define the most-case karşılıklı coupling, but modern simülasyon araçları as primary componenttic, PCSV veya tekil değer de uygulanabilirliği (SV) veya büyük darbeleyicileri hesaplamak için kullanılan sistem ölçümlerinin sayısal olarak kullanılması gibi analizleri mümkün kılar.

Data Reduction and Tuning

Mühendisler genellikle fiziksel bilgi edinmek ve daha hızlı optimizasyon sağlamak için eşdeğer bir devre ile S parametreleri modeller. Vector uygun ve rasyonel fonksiyon, SPICE simülatöründe uygulanabilir olan kutup-zero temsilleri. Bu adım sadece hız / geçici simülasyonlar ile karşılaştırılabilir, ancak aynı zamanda çok-portajlı cihazlar için güç bölmeleri gibi çoklu-portajlar için, S matrix doğrudan performansları artırmak için zaman içinde dinamik veya PCB ayarlamaları kontrol eder.

Multi-Port S Parametre Teknikleri Uygulamaları

Uygulamaların genişliği son derece büyüktür, ancak birkaç alan titiz multi-portaj S karakterizasyonunun değerini vurgulamaktadır:

Anten Dizileri ve MIMO Systems

Modernleştirici antenler 64 veya daha fazla liman dahil edebilir. Tam S matrix, herhangi bir iki element arasında karşılıklı darbeyi yakalar ve hataları işaret eder.Demekli S parametrelerin aşırı yükleme algoritmaları sırasında, her elemente uygulanan basit ağırlıklar, istenen ana istasyonlara ulaşmak için telafi edilmelidir.

Multixer ve Filtre Ağları

Bir diplexer (3 port) veya 10+ portları ile bir çokxer, uydu transistör ve baz istasyonlarında sinyalleri ayrı ayrı tutar veya birleştirir. Her bir çıkış kanalına girişten gelen ileti, eksperasyonlar arasındaki reddedilmenin doğrudan S) tarafından tanınabilir, port-portajel tasarımda, aynı zamanda bir kanaldaki tüm yükleme yöntemlerin tamamının yüklenmesini engelleyebilir.

Yüksek Hızlı Dijital Interconnects

HDMI, USB, PCIe ve Ethernet bağlantıları genellikle çoklu anahtar bağlantılarında farklı çiftleri içerir. tam 4port veya 6port S parametresi şeritler arasında geçiş, geri dönüş kaybı ve eksiyon kaybı. Signal bütün mühendisler bu S parametrelerini kanal dönüştürmeye izin verir, EMI'ye neden olan modu dönüştürme sorunlarını tespit ederler.

Nonlinear Device Characterization with X-Parameters

S parametreleri doğal olarak lineer olsa da, çerçeve X-parametreleri veya S-işlevler aracılığıyla doğrusal olmayan davranışlara uzanır.Bu yaklaşım, birçok port (input, çıkış ve tedarik) olmayan sistemler için çok yönlü olarak kullanılan devre dışı.

Gelişmiş Topics

Cihaz karmaşıklığı büyüdükçe, bu yüzden bir iletim hattı boyunca mühendislere izin verin. Çok fazla kanal cihazları için, karışık mod S parametrelerini kullanarak, frekans alanı S parametrelerini ters Fourier dönüşümleri yoluyla zaman alanına dönüştürür, böylece mühendislerden devre dışı bırakmaları için izin verin.For multiport devices, karışık-mode S parametreleri kullanarak, Gibbs fenomenini kullanarak, ancak sık sık sık sık sık sık sık sık baskı yapan bir çift ile birleştirin.

Bir başka ileri konu, çokport fikstürleri için de geçerlidir. Bir DUT, DUT ile bir test odasında ölçüldüğünde, fikstür S parametreleri gerçek DUT cevabı almak için uzak olmalıdır. 2X-Thru de-embedding veya otomatik fikstür kaldırma (AFR) DUT, DUT uçağında ayrı bir kalibrasyon standardına gerek kalmadan, doğrulama ve gömülü bileşenler için kritiktir.

Gelişen makine öğrenimi yaklaşımları da çok fazla sayıda parametre analizine uygulanır. Neural ağları tasarım parametreleri ve S-parametre yanıtları arasında haritayı öğrenebilir, filtreler ve çiftlerin hızlı optimizasyonuna olanak sağlar. Generative modeller eğitim sinyal bütünleme algoritmaları için bile sentezleyebilir, pahalı ölçümlere güvenmeye yardımcı olabilir.

Meydanlar ve En İyi Uygulamalar

S parametrelerinin gücüne rağmen, birkaç tuzak sonuçları tehlikeye atabilir. İlk olarak, doğrusallık ve zaman değişmezliği varsayımı geçerli olmalıdır. Cihazın ölçüm güç seviyesinde önemli olmayanlığı gösterir (örneğin, bir dB sıkıştırma noktası), S matrix sürücüye bağımlıdır. Bu tür durumlarda, küçük imzalı S parametreler hala sıkıştırma analizi için faydalı değildir.

İkincisi, referansın kaldırılması genellikle 50 ULL, ancak birçok cihaz, karmaşık bir şekilde farklı değişkenleri farklı kılan karmaşık engellere sahiptir. Diğer dürtülere göre, matematiksel olarak basitdir, ancak farklı boyutlardaki hataları ölçmeye özen gösterin.

Üçüncü olarak, çoklu-port veri dosyaları büyük ve önemsiz hale gelir. 1000 frekansı puanla 124.000 karmaşık sayı üretir. Veri yönetimi, sürüm kontrolü ve sabit port numaralarını tüm tasarımları boyunca depolamak için Endüstri-standart Touchstone formatı 10 portlara kadar destekleyebilir; yüksek port sayısı için, .ts (0.2stone 2.0) veya satıcıya özel formatlar kullanılır. Well-main-main-main-uzeken laboratuvarlar depolamak için S parametresi depolamak için dosya ve çevresel loglar oluşturabilir. Otomasyon senaryoları ve yeniden sipariş edebilirsiniz.

Son olarak, kalibrasyon zaman ve sıcaklık üzerindeki sürüklenme, sistemin doğru hedefleri karşılamasını sağlar. Uzun vadeli izleme için, bilinen S parametreleri ile yapılan geçici kalibrasyon kitleri bunu azaltır.In production testing, an otomatik kalibrasyon doğrulama rutini her bir topludan önce, sistemin doğrulanmasının uzun vadeli izleme hedefleri olduğunu garanti eder.

Daha derin keşif arayanlar için, sayısız kaynak mevcuttur. [FONTD:0]Keysight'ın çokluport ölçüm temelleri) Mikrodalga Teorisi ve Sistem mimarisi üzerine kuruludur. [Dönem:2).Anritsu'nun vektör ağ analizi ilkeleri).IBIS Open Forum[değiştir | kaynağı değiştir]

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Otomatik olarak, otomatik olarak kullanılan bir makine, otomatik olarak doğrulanmış bir tasarıma sahip olan basit ve doğrulanmış bir tasarıma sahip olan basitleştirilmiş beton bağlantılarının matematiksel özelliğinden VNA kalibrasyona kadar, bu kavramların ustalaştırılması, doğrulanması ve optimize edilmesi gereken karmaşık ağların temelleri, radar ve yüksek hızlı dijital sistemlere geçiş.In portback and frequency groups evolve in lockstep, but the core prensibi: