Parametre for Spredning Tutorial: Hvad er de & hvad gør de?
Hvad er S-parametre?
S-parametre, også kendt som sprednings- eller S-matrix-parametre, repræsenterer, hvordan RF-energi bevæger sig gennem et flerportsnetværk. De repræsenterer de lineære egenskaber af RF-elektroniske komponenter og beskriver, hvordan energi bevæger sig gennem et elektrisk netværk.
S-parametermatrixen beregner egenskaber som forstærkning, tab, impedans, fasegruppeforsinkelse og VSWR. S-parametre bruges til at repræsentere et komplekst netværk som en simpel "sort kasse" og angiver klart, hvad der sker med signal inden i dette netværk. Den sorte kasse kan indeholde alt fra en modstand, en transmissionsledning, eller en integreret kredsløb.
Når man taler om S-parametre, beskriver termen "spredning", hvordan de rejsende strømme og spændinger i en transmissionsledning påvirkes, når de kommer i kontakt med en diskontinuitet, som følge af indførelsen af et netværk i transmissionsledningen.
S-parametre anvendes bredt i elektrisk, elektronisk og kommunikationssystemteknik til effektivt at beskrive de elektriske egenskaber af lineære elektriske netværk, især dem, der opererer ved høje frekvenser og udsættes for forskellige stedlige inputsignaler med små amplituder.
S-parametre kan anvendes på enhver frekvens, men de anvendes primært i radiofrekvens (RF) og mikrobølgenetværk, da signalstyrke og energiovervejelser er lettere at måle end strømme og spændinger. S-parametermålinger skal inkludere frekvensinformation sammen med karakteristisk impedans eller systemimpedans, da S-parametre er frekvensafhængige.
Et netværk eller kredsløb forbinder forskellige elektriske komponenter som modstande, induktorer og kondensatorer. Et par terminaler, hvor et signal kan komme ind i eller ud af et netværk, kaldes en port eller ethvert par terminaler, hvorfra energi leveres eller trækkes.
Et elektrisk netværk, eller "sort kasse", der skal karakteriseres ved hjælp af S-parametre, kan have et vilkårligt antal, N, af porte, som vist i figur 1. Portene er de punkter, hvor elektriske strømme enten kommer ind i eller ud af netværket. Nogle gange refereres disse til som par af "terminaler".
Hvad angiver S-parametre?
S-parametre er komplekse tal (tal med reel og imaginær del), der kan bruges direkte eller i en matrix til at vise amplituden og/eller fasen af refleksions- eller transmissionsegenskaber i frekvensdomænet.
Når et komplekst tidsvarierende signal passerer gennem et lineært netværk, kan amplituden og faseskiftet dramatisk forvrænge tidsdomænebølgeformen. Derfor er amplituds- og fasinformaton i frekvensdomænet afgørende. S-parametre er en parameter, der understøtter både information og har mange fordele for karakterisering af højfrekvenskomponenter.
Når der specificeres et sæt S-parametre, skal følgende information defineres:
Frekvensen
Den nominelle karakteristiske impedans (ofte 50 Ω)
Tildeling af portnumre
Betingelser, der kan påvirke netværket, som temperatur, kontrollspænding og biasstrøm, hvor relevant
Specifikkerne for S-parametre
Ifølge S-parametermetoden er et elektrisk netværk en "sort kasse", der indeholder en række forbundne grundlæggende elektriske kredsløbskomponenter, herunder modstande, kondensatorer, induktorer og transistorer, og der kommunikerer med andre kredsløb via porte.
S-parametermatrixen, som kan bruges til at bestemme netværkets respons på signaler, der anvendes på porte, er en kvadratisk matrix af komplekse tal, der fungerer som en karakteristik for netværket. Et elektrisk netværk, der beskrives ved S-parametre, kan have et antal porte.
S-parametre giver en fleksibel måde at udtrykke forskellige elektriske egenskaber af netværk eller komponenter, herunder parametre som forstærkning, return loss, voltage standing wave ratio (VSWR), netværkets stabilitet og refleksionskoefficient.
Kilde: Electrical4u.
Erklæring: Respektér den originale, gode artikler er værd at dele, hvis der findes overtrædelse, kontakt venligst for sletning.
