پارامترهای پراکندگی آموزش: این چیست و کاربرد آن چیست

پارامترهای S چیست؟

پارامترهای S که همچنین به عنوان پارامترهای پراکندگی یا ماتریس S نیز شناخته می‌شوند، نشان می‌دهند که چگونه انرژی RF از طریق یک شبکه چند پورتی حرکت می‌کند. این پارامترها خصوصیات خطی قطعات الکترونیکی RF را نشان می‌دهند و توضیح می‌دهند که چگونه انرژی در یک شبکه الکتریکی حرکت می‌کند.

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

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

پارامترهای S به طور گسترده در مهندسی سیستم‌های الکتریکی، الکترونیکی و ارتباطات برای توصیف مؤثر خصوصیات الکتریکی شبکه‌های الکتریکی خطی، به ویژه آنهایی که در فرکانس‌های بالا و تحت تأثیر سیگنال‌های ورودی حالت پایدار با دامنه کوچک عمل می‌کنند، استفاده می‌شوند.

پارامترهای S می‌توانند در هر فرکانسی استفاده شوند، اما عموماً در شبکه‌های فرکانس رادیویی (RF) و مایکروویو به دلیل اینکه اندازه‌گیری قدرت سیگنال و انرژی ساده‌تر از اندازه‌گیری currents و ولتاژ‌ها است، استفاده می‌شوند. اندازه‌گیری پارامترهای S باید شامل اطلاعات فرکانسی علاوه بر مقاومت مشخصه یا مقاومت سیستم باشد زیرا پارامترهای S به فرکانس وابسته هستند.

یک شبکه یا circuit اجزای مختلف الکتریکی مانند مقاومت‌ها، سلف‌ها و خازن‌ها را به هم متصل می‌کند. یک پورت یا هر جفت ترمینال که سیگنال می‌تواند از آن وارد یا خارج شود، جایی است که انرژی وارد یا خارج می‌شود.

یک شبکه الکتریکی یا "جعبه سیاه" که با استفاده از پارامترهای S مشخص می‌شود می‌تواند هر تعداد N پورت داشته باشد، مانند آنچه 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" نامیده می‌شوند.

پارامترهای S چه چیزی را نشان می‌دهند؟

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

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

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

• فرکانس

• مقاومت مشخصه اسمی (اغلب 50 Ω)

• تخصیص شماره‌های پورت

• شرایطی که ممکن است شبکه را تحت تأثیر قرار دهد، مانند دمای، ولتاژ کنترل و جریان تعیین‌کننده، در صورت لزوم

جزئیات پارامترهای S

بر اساس رویکرد پارامترهای S، یک شبکه الکتریکی یک "جعبه سیاه" است که شامل مجموعه‌ای از اجزای پایه‌ای مدار الکتریکی مانند مقاومت‌ها، خازن‌ها، سلف‌ها و ترانزیستورها است و از طریق پورت‌ها با مدارهای دیگر ارتباط برقرار می‌کند.

ماتریس پارامترهای S که می‌تواند برای تعیین پاسخ شبکه به سیگنال‌های اعمال شده به پورت‌ها استفاده شود، یک ماتریس مربعی از اعداد مختلط است که به عنوان ویژگی شبکه عمل می‌کند. 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، VSWR، پایداری شبکه و ضریب بازتاب.

منبع: Electrical4u.

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