پارامترهای پراکندگی آموزش: آنها چیست و کاربرد آنها چیست

چه هستند پارامترهای S؟

پارامترهای S، که به عنوان پارامترهای پراکنده یا ماتریس S نیز شناخته می‌شوند، نشان می‌دهند که چگونه انرژی RF از طریق یک شبکه چند پورتی حرکت می‌کند. این پارامترها ویژگی‌های خطی اجزای الکترونیکی RF را نمایش می‌دهند و توصیف می‌کنند که انرژی چگونه از طریق یک شبکه الکتریکی حرکت می‌کند.

ماتریس پارامترهای S مشخصاتی مانند gain، loss، impedance، phase group delay، و VSWR را محاسبه می‌کند. پارامترهای S برای نمایش یک شبکه پیچیده به عنوان یک "black box" ساده استفاده می‌شود و به روشنی نشان می‌دهد که چه اتفاقی برای signal در آن network می‌افتد. black box می‌تواند شامل هر چیزی باشد، از یک resistor، یک transmission line، یا یک integrated circuit.

هنگام بحث درباره پارامترهای S، اصطلاح "پراکنده" توضیح می‌دهد که چگونه جریان‌ها و ولتاژ‌های حرکتی در یک خط انتقال تحت تأثیر یک ناپیوستگی قرار می‌گیرند که توسط معرفی یک شبکه به خط انتقال ایجاد می‌شود.

پارامترهای S به طور گسترده در مهندسی سیستم‌های برقی، الکترونیکی و ارتباطات برای توصیف مؤثر ویژگی‌های الکتریکی شبکه‌های الکتریکی خطی، به خصوص آنهایی که در فرکانس‌های بالا و تحت تأثیر سیگنال‌های ورودی حالت متعادل با دامنه‌های کوچک عمل می‌کنند، استفاده می‌شوند.

پارامترهای S می‌توانند در هر فرکانسی استفاده شوند، اما عمدتاً در شبکه‌های RF و میکروویو استفاده می‌شوند زیرا در نظر گرفتن انرژی و قدرت سیگنال ساده‌تر از currents و ولتاژ‌ها است. اندازه‌گیری‌های پارامترهای S باید شامل اطلاعات فرکانسی به علاوه impedancه مشخصه یا impedancه سیستم باشند زیرا پارامترهای S به فرکانس بستگی دارند.

یک شبکه یا circuit مولفه‌های مختلف الکتریکی مانند مقاومت‌ها، سلف‌ها و خازن‌ها را به هم متصل می‌کند. یک پورت یا هر جفت ترمینالی که یک سیگنال می‌تواند از آن وارد یا خارج شود، به عنوان یک پورت یا هر جفت ترمینالی که انرژی به آن تأمین می‌شود یا از آن خارج می‌شود، شناخته می‌شود.

یک شبکه الکتریکی یا "black box" که با استفاده از پارامترهای S مشخص می‌شود می‌تواند هر تعداد N پورت داشته باشد، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است. پورت‌ها نقاطی هستند که جریان‌های الکتریکی از آن‌ها وارد یا خارج می‌شوند. گاهی اوقات این‌ها به عنوان جفت‌های "ترمینال" نیز شناخته می‌شوند.

پارامترهای S چه نشان می‌دهند؟

پارامترهای S اعداد مختلط (اعداد با بخش‌های حقیقی و موهومی) هستند که می‌توانند به طور مستقیم یا در یک ماتریس برای نمایش دامنه و/یا فاز ویژگی‌های بازتاب یا انتقال در حوزه فرکانس استفاده شوند.

هنگامی که یک سیگنال پیچیده متغیر با زمان از طریق یک شبکه خطی عبور می‌کند، تغییرات دامنه و فاز می‌توانند شکل موج در حوزه زمان را به طور قابل توجهی تحریف کنند. بنابراین، اطلاعات دامنه و فاز در حوزه فرکانس بسیار مهم هستند. پارامترهای S یک پارامتر هستند که هر دو نوع اطلاعات را پشتیبانی می‌کنند و مزایای زیادی برای مشخصه‌سازی دستگاه‌های فرکانس بالا دارند.

هنگام مشخص کردن یک مجموعه از پارامترهای S، اطلاعات زیر باید تعریف شوند:

• فرکانس

• impedance مشخصه اسمی (اغلب 50 Ω)

• تخصیص شماره‌های پورت

• شرایطی که ممکن است شبکه را تحت تأثیر قرار دهند، مانند دما، ولتاژ کنترلی و جریان بایاس، در صورت لزوم

جزئیات پارامترهای S

بر اساس رویکرد پارامترهای S، یک شبکه الکتریکی یک "black box" است که شامل مولفه‌های مختلف مدارهای الکتریکی پایه مانند مقاومت‌ها، خازن‌ها، سلف‌ها و ترانزیستورها است و از طریق پورت‌ها با مدارهای دیگر ارتباط برقرار می‌کند.

ماتریس پارامترهای S یک ماتریس مربعی از اعداد مختلط است که به عنوان یک مشخصه از شبکه عمل می‌کند و می‌تواند برای تعیین پاسخ شبکه به سیگنال‌های اعمال شده به پورت‌ها استفاده شود. یک شبکه الکتریکی که با پارامترهای S توصیف می‌شود می‌تواند تعدادی پورت داشته باشد.

پارامترهای S روشی انعطاف‌پذیر برای بیان ویژگی‌های مختلف الکتریکی شبکه‌ها یا اجزا ارائه می‌دهند، از جمله پارامترهایی مانند gain، return loss، voltage standing wave ratio (VSWR)، ثبات شبکه و ضریب بازتاب.

منبع: Electrical4u.

بیانیه: احترام به اصل، مقالات خوبی که ارزش به اشتراک گذاشتن دارند، اگر نقض حق نشر وجود دارد لطفاً تماس بگیرید تا حذف شود.