معلمات التشتت: ما هي وماذا تفعل؟

ما هي المعلمات S؟

تمثل معلمات S، المعروفة أيضًا باسم معلمات التشتت أو مصفوفة S، كيفية حركة الطاقة الراديوية عبر شبكة متعددة المنافذ. وتعبر عن الخصائص الخطية لمكونات الدوائر الإلكترونية الراديوية وتوضح كيفية سير الطاقة عبر الشبكة الكهربائية.

تحسب مصفوفة المعلمات S خصائص مثل الربح والخسارة والمعاومة وتأخير المجموعة والفترة الزمنية لـ VSWR. تستخدم معلمات S لتمثيل شبكة معقدة كصندوق أسود بسيط وتوضح ما يحدث للإشارة داخل تلك الشبكة. يمكن أن يحتوي الصندوق الأسود على أي شيء، بدءًا من مقاومة وخط نقل أو دارة متكاملة.

عند الحديث عن معلمات S، فإن مصطلح "التشتت" يصف كيفية تأثر التيار والجهد في خط النقل عند ملامستهما انقطاعًا ناجمًا عن إدخال شبكة إلى خط النقل.

تُستخدم معلمات S بشكل واسع في هندسة الأنظمة الكهربائية والإلكترونية والاتصالات لوصف الخصائص الكهربائية للشبكات الكهربائية الخطية، خاصة تلك التي تعمل على ترددات عالية وتخضع لمختلف الإشارات المستقرة ذات السعة الصغيرة.

يمكن استخدام معلمات S في أي تردد، ولكنها تُستخدم بشكل رئيسي في شبكات الترددات الراديوية (RF) والميكروويف لأن قياس قوة الإشارة والطاقة أبسط من قياس التيار والجهد. يجب أن تتضمن قياسات معلمات S معلومات التردد بالإضافة إلى المعاومة المميزة أو معاومة النظام لأن معلمات S تعتمد على التردد.

تربط الشبكة أو الدارة مكونات كهربائية مختلفة مثل المقاومات والملفائف والسعة. يسمى زوج من المحطات حيث يمكن للإشارة أن تدخل أو تخرج من الشبكة بمنفذ أو أي زوج من المحطات يتم من خلاله تزويد الطاقة أو سحبها.

يمكن أن يكون للشبكة الكهربائية أو "الصندوق الأسود" الذي يتم توصيفه باستخدام معلمات S أي عدد N من المنافذ كما هو موضح في الشكل 1. المنافذ هي النقاط التي يدخل منها أو يخرج منها التيار الكهربائي من الشبكة. في بعض الأحيان يشار إليها باسم أزواج "المقابس".

ما الذي تشير إليه معلمات S؟

معلمات S هي أعداد مركبة (أعداد لها أجزاء حقيقية وخيالية) يمكن استخدامها مباشرة أو في مصفوفة لعرض سعة و / أو طور خصائص الانعكاس أو الإرسال في مجال التردد.

عند مرور إشارة زمنية معقدة متغيرة عبر شبكة خطية، يمكن أن تشوه التحولات في السعة والطور شكل الإشارة في المجال الزمني بشكل كبير. ولذلك، تعتبر معلومات السعة والطور في مجال التردد مهمة للغاية. معلمات S هي معلمة تدعم كلتا المعلومات ولها العديد من المزايا لتوصيف الأجهزة ذات التردد العالي.

عند تحديد مجموعة من معلمات S، يجب تحديد المعلومات التالية:

• التردد

• المعاومة المميزة الاسمية (غالبًا 50 أوم)

• توزيع أرقام المنافذ

• الظروف التي قد تؤثر على الشبكة، مثل درجة الحرارة والجهد التحكمي والتيار المائل، حيثما ينطبق ذلك

تفاصيل معلمات S

وفقًا لنهج معلمات S، تعتبر الشبكة الكهربائية "صندوقًا أسود" يحتوي على مجموعة متنوعة من مكونات الدوائر الكهربائية الأساسية المتصلة، بما في ذلك المقاومات والسعة والملفائف والترانزستورات، ويتفاعل مع الدوائر الأخرى عبر المنافذ.

مصفوفة معلمات S هي مصفوفة مربعة من الأعداد المركبة تعمل كخاصية للشبكة ويمكن استخدامها لتحديد استجابة الشبكة للإشارات المطبقة على المنافذ. يمكن أن تكون للشبكة الكهربائية الموصوفة بمعلمات S عدة منافذ.

تقدم معلمات S وسيلة متنوعة لتعبير عن مختلف الخصائص الكهربائية للشبكات أو المكونات، بما في ذلك المعلمات مثل الربح وخسارة العودة ومعامل الوقوف الموجي (VSWR) واستقرار الشبكة ومعامل الانعكاس.

المصدر: Electrical4u.

بيان: احترام الأصل، المقالات الجيدة مستحقة للمشاركة، إذا كان هناك انتهاك للحقوق يرجى الاتصال لحذف.