Podstawy parametrów rozproszenia: Co to są i do czego służą?

Co to są parametry S?

Parametry S, znane również jako parametry rozpraszania lub macierz S, reprezentują sposób przepływu energii RF przez sieć wielopoortową. Opisują one liniowe właściwości komponentów elektronicznych RF i wyjaśniają, jak energia przemieszcza się przez sieć elektryczną.

Macierz parametrów S oblicza cechy takie jak wzmocnienie, straty, impedancja, opóźnienie fazowe grupowe i VSWR. Parametry S są używane do przedstawienia skomplikowanej sieci jako prostej „czarnej skrzynki” i jasno wskazują, co dzieje się z sygnałem w tej siecią. Czarna skrzynka może zawierać cokolwiek, od rezystora, poprzez linię transmisyjną, aż po układ scalony.

Podczas omawiania parametrów S, termin „rozpraszanie” opisuje, jak prądy i napięcia przepływające w linii transmisyjnej są wpływane, gdy napotykają nieciągłość spowodowaną wprowadzeniem sieci do linii transmisyjnej.

Parametry S są szeroko stosowane w inżynierii elektrycznej, elektroniki i telekomunikacji, aby efektywnie opisać właściwości elektryczne liniowych sieci elektrycznych, szczególnie tych działających na wysokich częstotliwościach i poddanych różnym sygnałom wejściowym o małej amplitudzie.

Parametry S mogą być używane na dowolnej częstotliwości, ale są głównie stosowane w sieciach radiowych (RF) i mikrofalowych, ponieważ moc sygnału i energia są łatwiejsze do zmierzenia niż prądy i napięcia. Pomiar parametrów S musi uwzględniać informacje o częstotliwości oraz charakterystyczną impedancję lub impedancję systemu, ponieważ parametry S są zależne od częstotliwości.

Sieć lub obwód łączy różne elementy elektryczne, takie jak rezystory, cewki i kondensatory. Port, czyli para terminali, na których sygnał może wejść lub wyjść z sieci, jest miejscem, w które dostarczana jest energia lub z którego energia jest pobierana.

Elektryczna sieć, lub „czarna skrzynka”, która ma być scharakteryzowana za pomocą parametrów S, może mieć dowolną liczbę, N, portów, jak pokazano na Rysunku 1. Porty to punkty, w których prądy elektryczne wchodzą lub wychodzą z sieci. Czasami nazywane są one parami „terminali”.

Co wskazują parametry S?

Parametry S to liczby zespolone (liczby z częścią rzeczywistą i urojoną), które można używać bezpośrednio lub w postaci macierzy, aby wyświetlić amplitudę i/lub fazę cech odbicia lub przesyłania w dziedzinie częstotliwości.

Gdy złożony sygnał zmienny w czasie przechodzi przez liniową sieć, zmiany amplitudy i fazy mogą znacznie zniekształcać falę w dziedzinie czasowej. Dlatego informacje o amplitudzie i fazie w dziedzinie częstotliwości są kluczowe. Parametry S to parametry, które obsługują obie informacje i mają wiele zalet dla charakteryzacji urządzeń wysokiej częstotliwości.

Przy określaniu zestawu parametrów S, należy zdefiniować następujące informacje:

• Częstotliwość

• Nominalna charakterystyczna impedancja (często 50 Ω)

• Przydział numerów portów

• Warunki, które mogą wpływać na sieć, takie jak temperatura, napięcie sterujące i prąd obciążenia, gdzie dotyczy

Szczegóły dotyczące parametrów S

Według podejścia parametrów S, sieć elektryczna to „czarna skrzynka”, która zawiera różnorodne połączone podstawowe elementy obwodów elektrycznych, takie jak rezystory, kondensatory, cewki i tranzystory, i komunikuje się z innymi obwodami za pomocą portów.

Macierz parametrów S, która może być używana do określenia odpowiedzi sieci na sygnały zastosowane do portów, to kwadratowa macierz liczb zespolonych, która stanowi charakterystykę sieci. Sieć elektryczna opisana parametrami S może posiadać wiele portów.

Parametry S oferują elastyczny sposób wyrażania różnych właściwości elektrycznych sieci lub komponentów, w tym parametrów takich jak wzmocnienie, strata zwrotna, współczynnik stojącej fali napięcia (VSWR), stabilność sieci i współczynnik odbicia.

Źródło: Electrical4u.

Stwierdzenie: Szacunek oraz dobrych artykułów wartych udostępniania, jesli istnieje naruszenie autorskich proszę o usunięcie.