Οδηγός Παραμέτρων Σκέδασης: Τι είναι και τι κάνουν;

Τι είναι τα S-Parameters?

Τα S-parameters, επίσης γνωστά ως scattering ή S-matrix parameters, αντιπροσωπεύουν το πώς κινείται η RF ενέργεια μέσα σε ένα πολυπόρτα δίκτυο. Αντιπροσωπεύουν τις γραμμικές ιδιότητες των RF ηλεκτρονικών συσταδικών και περιγράφουν πώς η ενέργεια κινείται μέσα σε ένα ηλεκτρικό δίκτυο.

Η S-parameters μήτρα υπολογίζει χαρακτηριστικά όπως gain, loss, impedance, phase group delay, και VSWR. Τα S-parameters χρησιμοποιούνται για να αντιπροσωπεύσουν ένα πολύπλοκο δίκτυο ως απλή «μαύρη κουτί» και να δείξουν σαφώς τι συμβαίνει στο σήμα μέσα σε αυτό το δίκτυο. Το μαύρο κουτί μπορεί να περιέχει οτιδήποτε, από ένα αντίσταση, μία γραμμή μεταφοράς, ή ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα.

Όταν συζητάμε για S-parameters, ο όρος «scattering» περιγράφει πώς επηρεάζονται οι τρέχοντες ρευστοί και τα βολτικά σε μια γραμμή μεταφοράς όταν επικουρικά έρχονται σε επαφή με μια διακοπή που προκαλείται από την εισαγωγή ενός δικτύου στη γραμμή μεταφοράς.

Τα S-parameters χρησιμοποιούνται ευρέως στην ηλεκτρολογία, την ηλεκτρονική και την μηχανική επικοινωνιών για να περιγράψουν αποτελεσματικά τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά γραμμικών ηλεκτρικών δικτύων, ειδικά εκείνων που λειτουργούν σε υψηλές συχνότητες και υπόκεινται σε διάφορα σταθερά εισερχόμενα σήματα με μικρές εντάσεις.

Τα S-parameters μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε οποιαδήποτε συχνότητα, αλλά χρησιμοποιούνται κυρίως σε ραδιοφωνικές (RF) και μικροκυματικές δικτύωσεις, επειδή η ενέργεια και η δύναμη του σήματος είναι απλούστερες να μετρηθούν από τα ρεύματα και τα βολτικά. Οι μετρήσεις S-parameters πρέπει να περιλαμβάνουν πληροφορίες συχνότητας, εκτός από την χαρακτηριστική αντίσταση ή την συστημική αντίσταση, επειδή τα S-parameters εξαρτώνται από τη συχνότητα.

Ένα δίκτυο ή κύκλωμα συνδέει διάφορα ηλεκτρικά συσταδικά όπως αντίσταση, αυξανόμενα, και καταναλωτικά. Μια ζευγάρα θερμοκριών στα οποία ένα σήμα μπορεί να εισέλθει ή να εξέλθει από ένα δίκτυο ονομάζεται Port ή οποιαδήποτε ζευγάρα θερμοκριών στα οποία εφοδιάζεται ή αποσύρεται ενέργεια.

Ένα ηλεκτρικό δίκτυο, ή «μαύρο κουτί», που χαρακτηρίζεται με S-parameters μπορεί να έχει οποιοδήποτε αριθμό, N, πόρτες, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1. Οι πόρτες είναι τα σημεία στα οποία τα ηλεκτρικά ρεύματα εισέρχονται ή εξέρχονται από το δίκτυο. Κάποιες φορές αυτά αναφέρονται ως ζευγάρια «θερμοκριών».

Τι Εμφανίζουν τα S-Parameters;

Τα S-parameters είναι πολύπλοκα αριθμητικά (αριθμοί με πραγματικά και φανταστικά μέρη) που μπορούν να χρησιμοποιηθούν άμεσα ή σε μήτρα για να εμφανίσουν την πλάτος και/ή τη φάση των χαρακτηριστικών ανακλάσεων ή μεταφοράς στο πεδίο συχνοτήτων.

Όταν ένα πολύπλοκο σήμα που μεταβάλλεται στο χρόνο περνάει μέσα από ένα γραμμικό δίκτυο, οι μεταβολές πλάτους και φάσης μπορούν να διαστρεβλώσουν σημαντικά το χρονικό σχήμα. Συνεπώς, οι πληροφορίες πλάτους και φάσης στο πεδίο συχνοτήτων είναι κρίσιμες. Τα S-parameters είναι ένας παράμετρος που υποστηρίζει και τις δύο πληροφορίες και έχει πολλά πλεονεκτήματα για την χαρακτηριστική υψηλών συχνοτήτων συστημάτων.

Όταν καθορίζεται ένα σύνολο S-parameters, πρέπει να οριστούν οι παρακάτω πληροφορίες:

• Η συχνότητα

• Η νομική χαρακτηριστική αντίσταση (συχνά 50 Ω)

• Η κατανομή αριθμών πόρτων

• Οι συνθήκες που μπορεί να επηρεάσουν το δίκτυο, όπως η θερμοκρασία, το ελεγκτικό βολτικό, και το bias current, όπου εφαρμόζεται

Τα Λεπτομέρειες των S-Parameters

Σύμφωνα με την προσέγγιση S-parameters, ένα ηλεκτρικό δίκτυο είναι ένα «μαύρο κουτί» που περιέχει μια ποικιλία αλληλοσυνδεδεμένων βασικών ηλεκτρικών συσταδικών, συμπεριλαμβανομένων αντιστάσεων, καταναλωτικών, αυξανόμενων, και τρανζιστόρων, και επικοινωνεί με άλλα κυκλώματα μέσω πόρτων.

Η S-parameters μήτρα, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να καθορίσει την απάντηση του δικτύου σε σήματα που εφαρμόζονται στις πόρτες, είναι μια τετραγωνική μήτρα πολύπλοκων αριθμών που λειτουργεί ως χαρακτηριστικό του δικτύου. Ένα ηλεκτρικό δίκτυο που περιγράφεται με S-parameters μπορεί να έχει έναν αριθμό πόρτων.

Τα S-parameters προσφέρουν μια πολυλειτουργική μέθοδο για την εκφώνηση διάφορων ηλεκτρικών χαρακτηριστικών δικτύων ή συσταδικών, συμπεριλαμβανομένων παραμέτρων όπως gain, return loss, voltage standing wave ratio (VSWR), network stability, και reflection coefficient.

Πηγή: Electrical4u.

Δήλωση: Αποτίμηση του αρχικού, καλά άρθρα αξίζουν κοινή χρήση, αν υπάρχει παραβίαση πνευματικών δικαιωμάτων παρακαλώ επικοινωνήστε για διαγραφή.