Ръководство за параметрите на разсейване: Какво са те и какво правят?

Какво са S-параметрите?

S-параметрите, известни още като параметри на разсейване или S-матрица, представляват как радиочестотната енергия се движи през многопортова мрежа. Те представят линейните свойства на радиочестотни електронни компоненти и описват как енергията се движи през електрическа мрежа.

Матрицата на S-параметрите изчислява характеристики като усиление, загуба, импеданс, фазов групов забавяне и VSWR. S-параметрите се използват за представяне на сложна мрежа като прост „черен кутия“ и ясно показват какво се случва с сигнал в тази мрежа. Черната кутия може да съдържа всякакви неща, от резистор, лекодавна линия, до интегрирана схема.

Когато говорим за S-параметрите, терминът „разсейване“ описва как токовете и напреженията, които се движат в лекодавна линия, се засягат, когато се сблъскат с прекъснатост, причинена от включването на мрежа в лекодавната линия.

S-параметрите широко се използват в електротехниката, електрониката и комуникационните системи, за да се опишат ефективно електрическите характеристики на линейни електрически мрежи, особено тези, които работят на високи честоти и са подложени на различни стационарни входни сигнали с малки амплитуди.

S-параметрите могат да се използват при всяка честота, но те се използват предимно в радиочестотни (RF) и микровълнови мрежи, защото силата на сигнала и енергийните разглеждания са по-лесни за измерване от токове и напрежения. Измерванията на S-параметрите трябва да включват информация за честотата, както и характерния импеданс или системния импеданс, тъй като S-параметрите зависят от честотата.

Мрежа или схема свързва различни електрически компоненти като резистори, индуктори и кондензатори. Порт или двойка терминали, при които сигналът може да влезе или излезе от мрежата, се нарича порт или всяка двойка терминали, в които се подава или се извлича енергия.

Електрическа мрежа, или „черна кутия“, която се характеризира с S-параметри, може да има произволен брой N портове, както е показано на Фигура 1. Портовете са точките, в които електрическите токове влизат или излизат от мрежата. Някой път те се наричат двойки „терминали“.

Какво показват S-параметрите?

S-параметрите са комплексни числа (числа с реална и имагинерна част), които могат да се използват директно или в матрица, за да покажат амплитудата и/или фазата на характеристиките на рефлексия или пренос в честотната област.

Когато сложен временен сигнален сигнал минава през линейна мрежа, амплитудните и фазовите смущения могат значително да деформират времевия сигнал. Ето защо информацията за амплитуда и фаза в честотната област е критична. S-параметрите са параметър, който подкрепя и двете вида информация и има много предимства за карактеризиране на устройства с висока честота.

При задаване на набор от S-параметри, следната информация трябва да бъде дефинирана:

• Честотата

• Номиналният характерен импеданс (често 50 Ω)

• Разпределение на номерациите на портовете

• Условия, които могат да повлияят върху мрежата, като температура, контролно напрежение и тока на предварително зареждане, където е приложимо

Специфичностите на S-параметрите

Според подхода с S-параметри, електрическата мрежа е „черна кутия“, която съдържа множество свързани основни електрически схемни компоненти, включително резистори, кондензатори, индуктори и транзистори, и комуникира с други схеми чрез портове.

Матрицата на S-параметрите, която може да се използва за определяне на отговора на мрежата към сигнали, приложени към портовете, е квадратна матрица от комплексни числа, която служи като характеристика на мрежата. Електрическа мрежа, описана с S-параметри, може да има няколко порта.

S-параметрите предлагат универсален начин за изразяване на различни електрически характеристики на мрежи или компоненти, включително параметри като усиление, обратна загуба, коелфициент на напрежение на стоящата вълна (VSWR), стабилност на мрежата и коелфициент на рефлексия.

Източник: Electrical4u.

Заявление: Почитайте оригинала, добри статии заслужават споделяне, ако има нарушение на авторските права, моля, се свържете за изтриване.