Dispersieparameters handleiding: Wat zijn ze & wat doen ze?
Wat zijn S-parameters?
S-parameters, ook bekend als verstrooiings- of S-matrix parameters, vertegenwoordigen hoe RF-energie door een multi-poortnetwerk beweegt. Ze representeren de lineaire eigenschappen van RF-elektronische componenten en beschrijven hoe energie door een elektrisch netwerk reist.
De S-parameter matrix berekent kenmerken zoals gain, verlies, impedantie, fasegroepvertraging en VSWR. S-parameters worden gebruikt om een complex netwerk te representeren als een eenvoudige "zwarte doos" en duidelijk aan te geven wat er met het signaal binnen dat netwerk gebeurt. De zwarte doos kan alles bevatten, variërend van een weerstand, een transmissielijn, tot een geïntegreerde schakeling.
Bij het bespreken van S-parameters, beschrijft de term "verstrooiing" hoe de stromende stroom en spanning in een transmissielijn beïnvloed worden wanneer ze in contact komen met een discontinuïteit veroorzaakt door de introductie van een netwerk in de transmissielijn.
S-parameters worden breed toegepast in elektrische, elektronische en communicatie systeemtechniek om effectief de elektrische eigenschappen van lineaire elektrische netwerken te beschrijven, vooral die die werken op hoge frequenties en blootgesteld zijn aan verschillende stabiele invoersignalen met kleine amplitudes.
S-parameters kunnen op elke frequentie worden gebruikt, maar ze worden voornamelijk gebruikt in radiofrequente (RF) en microgolfnetwerken omdat signaalvermogen en -energie gemakkelijker te meten zijn dan stromen en spanningen. S-parameter metingen moeten naast karakteristieke impedantie of systeemimpedantie ook frequentie-informatie bevatten, omdat S-parameters frequentieafhankelijk zijn.
Een netwerk of schakeling verbindt verschillende elektrische componenten zoals weerstanden, spoelen en condensatoren. Een poort of elk paar terminals waarop een signaal een netwerk kan binnengaan of verlaten, wordt een Poort genoemd of elk paar terminals waarin energie wordt aangeboden of waaruit energie wordt afgetapt.
Een elektrisch netwerk, of "zwarte doos", dat gekarakteriseerd moet worden met S-parameters, kan over elke hoeveelheid, N, poorten beschikken, zoals getoond in Figuur 1. Poorten zijn de punten waar elektrische stromen het netwerk binnengaan of verlaten. Soms worden deze ook wel "terminals" genoemd.
Wat geven S-parameters aan?
S-parameters zijn complexe getallen (getallen met reële en imaginaire delen) die direct of in een matrix kunnen worden gebruikt om de amplitude en/of fase van reflectie- of transmissie-eigenschappen in het frequentiedomein weer te geven.
Wanneer een complex tijdsgewijzigd signaal door een lineair netwerk wordt geleid, kunnen de amplitude- en faseverschuivingen het tijdsdomein-signaal drastisch vervormen. Daarom zijn amplitude- en fase-informatie in het frequentiedomein cruciaal. S-parameters zijn een parameter die zowel informatie ondersteunt en hebben veel voordelen voor de karakterisering van hoogfrequente apparaten.
Bij het specificeren van een set S-parameters, moet de volgende informatie gedefinieerd worden:
De frequentie
De nominale karakteristieke impedantie (vaak 50 Ω)
De toekenning van poortnummers
Voorwaarden die het netwerk kunnen beïnvloeden, zoals temperatuur, controle spanning en bias stroom, indien van toepassing
De specifieke details van S-parameters
Volgens de S-parameter benadering is een elektrisch netwerk een "zwarte doos" die een verscheidenheid aan verbonden basis elektrische schakeling componenten bevat, waaronder weerstanden, condensatoren, spoelen en transistors, en die via poorten communiceert met andere schakelingen.
De S-parameter matrix, een vierkante matrix van complexe getallen, dient als kenmerk van het netwerk en kan worden gebruikt om de respons van het netwerk op signalen die aan de poorten worden toegevoerd, te bepalen. Een elektrisch netwerk dat wordt omschreven door S-parameters, kan over een aantal poorten beschikken.
S-parameters bieden een flexibele manier om verschillende elektrische eigenschappen van netwerken of componenten uit te drukken, waaronder parameters zoals gain, terugkaatsverlies, voltage standing wave ratio (VSWR), netwerkstabiliteit en reflectiecoëfficiënt.
Bron: Electrical4u.
Verklaring: Respecteer het oorspronkelijke, goede artikelen zijn de moeite waard om te delen, indien er een inbreuk is contacteer dan voor verwijdering.
