Paràmetres de dispersió Tutorial: Què són i què fan?

Què són els paràmetres S?

Els paràmetres S, també coneguts com a paràmetres de dispersió o matriu S, representen com l'energia RF es mou a través d'una xarxa de múltiples ports. Representen les propietats lineals dels components electrònics RF i descriuen com l'energia es desplaça a través d'una xarxa elèctrica.

La matriu de paràmetres S calcula característiques com el guany, la pèrdua, la impedància, la retard de fase en grup, i la VSWR. Els paràmetres S s'utilitzen per representar una xarxa complexa com una simple "caixa negra" i indicar clarament el que passa amb el senyal dins d'aquesta xarxa. La caixa negra pot contenir qualsevol cosa, des d'un resistor, una línia de transmissió, o un circuit integrat.

Quan es parla de paràmetres S, el terme "dispersió" descriu com els corrents i voltatges que viatgen a través d'una línia de transmissió són afectats quan entren en contacte amb una discontinuïtat causada per la introducció d'una xarxa a la línia de transmissió.

Els paràmetres S s'utilitzen ampliament en l'enginyeria de sistemes elèctrics, electrònics i de comunicacions per descriure eficientment les característiques elèctriques de les xarxes elèctriques lineals, especialment aquelles que operen a freqüències altes i estan subjectes a diversos senyals d'entrada d'estat estacionari amb amplituds petites.

Els paràmetres S es poden utilitzar a qualsevol freqüència, però s'utilitzen principalment en xarxes de freqüència de radi (RF) i microones perquè la consideració de la potència i l'energia del senyal són més fàcils de mesurar que els corrents i voltatges. Les mesures de paràmetres S han de incloure informació de freqüència, així com la impedància característica o la impedància del sistema, ja que els paràmetres S són dependents de la freqüència.

Una xarxa o circuït interconnecta diversos components elèctrics com resistors, inductors i condensadors. Un parell de terminals on un senyal pot entrar o sortir d'una xarxa s'anomena Port o qualsevol parell de terminals a través dels quals s'aporta energia o s'extreu energia.

Una xarxa elèctrica, o "caixa negra", a ser caracteritzada mitjançant paràmetres S, pot tenir qualsevol nombre, N, de ports, tal com es mostra a la Figura 1. Els ports són els punts on els corrents elèctrics entren o surten de la xarxa. A vegades aquests s'anomenen parells de "terminals".

Què indiquen els paràmetres S?

Els paràmetres S són nombres complexos (nombres amb parts reals i imaginàries) que es poden utilitzar directament o en una matriu per mostrar l'amplitud i/o la fase de les característiques de reflexió o transmissió en el domini de la freqüència.

Quan un senyal complex variant en el temps passa a través d'una xarxa lineal, els canvis d'amplitud i fase poden distorsionar dràsticament la forma d'ona en el domini temporal. Per tant, l'informació d'amplitud i fase en el domini de la freqüència és crítica. Els paràmetres S són un paràmetre que suporta ambdues informacions i té molts avantatges per a la caracterització de dispositius d'alta freqüència.

Quan es especifica un conjunt de paràmetres S, s'ha de definir la següent informació:

• La freqüència

• La impedància característica nominal (sovint 50 Ω)

• L'assignació de números de port

• Condicions que poden afectar la xarxa, com la temperatura, el voltatge de control i la corrent de polarització, on sigui aplicable

Els detalls dels paràmetres S

Segons l'enfocament dels paràmetres S, una xarxa elèctrica és una "caixa negra" que conté una varietat de components de circuit elèctric bàsic interconnectats, incloent-hi resistors, condensadors, inductors i transistors, i que comunica amb altres circuits a través de ports.

La matriu de paràmetres S, que es pot utilitzar per determinar la resposta de la xarxa als senyals aplicats als ports, és una matriu quadrada de nombres complexos que serveix com a característica de la xarxa. Una xarxa elèctrica descrita mitjançant paràmetres S pot tenir diversos ports.

Els paràmetres S ofereixen un mitjà versàtil per expressar diverses característiques elèctriques de xarxes o components, incloent-hi paràmetres com el guany, la pèrdua de retorn, la relació d'ones estacionàries de tensió (VSWR), la estabilitat de la xarxa i el coeficient de reflexió.

Font: Electrical4u.

Declaració: Respecta l'original, articles bons mereixen ser compartits, si hi ha infracció, contacta per suprimir.