Uputstvo za parametre rasipanja: Šta su i šta rade

Šta su S parametri?

S parametri, takođe poznati kao parametri rasipanja ili S-matrica, predstavljaju kako se RF energija kreće kroz mrežu sa više ulaza/izlaza. Oni predstavljaju linearne osobine RF elektronskih komponenti i opisuju kako se energija kreće kroz električnu mrežu.

S-parametarska matrica izračunava karakteristike poput pojačanja, gubitka, impedancije, faze, grupnog kašnjenja i VSWR. S parametri se koriste da bi se kompleksna mreža predstavila kao jednostavna „crna kutija“ i jasno pokazali što se dešava sa signalom unutar te mreže. Crna kutija može sadržati bilo šta, od otpornika, transmisione linije do integriranih čipova.

Kada se govori o S parametrima, termin „rasipanje“ opisuje kako se strujni tokovi i naponi u transmisioni liniji menjaju kada dodje do prekida usled uvođenja mreže u transmisioni liniju.

S parametri se široko koriste u elektrotehnici, elektronici i inženjerstvu komunikacija kako bi efikasno opisali električne karakteristike linearnih električnih mreža, posebno onih koje rade na visokim frekvencijama i podvrgnutih različitim signalima u stanju ravnoteže sa malim amplitudama.

S parametri se mogu koristiti na bilo kojoj frekvenciji, ali se uglavnom koriste u radio frekvencijskim (RF) i mikrovalnim mrežama jer je snaga signala i energetska razmatranja lakše meriti nego strujni tokovi i naponi. Mere S parametara moraju uključivati informacije o frekvenciji, uz karakterističnu impedanciju ili impedanciju sistema, jer su S parametri zavisni od frekvencije.

Mreža ili kola povezuje razne električne komponente, poput otpornika, induktivnosti i kapacitivnosti. Par terminala na kojem signal može da uđe ili izađe iz mreže naziva se Port ili bilo koji par terminala na koji se energija dostavlja ili s kojeg se energija isvla.

Električna mreža, ili „crna kutija“, koja se karakteriše pomoću S parametara, može imati bilo koji broj, N, porta, kao što je prikazano na Slici 1. Portovi su tačke na kojima električni tokovi uđu ili izađu iz mreže. Ponekad se ovaj par terminala naziva „terminali“.

Šta ukazuju S parametri?

S parametri su kompleksni brojevi (brojevi sa realnim i imaginarnim delovima) koji se mogu koristiti direktno ili u matrici kako bi se prikazale amplituda i/ili faza refleksije ili proleća u domenu frekvencije.

Kada složeni vremenski varijabilni signal prođe kroz linearnu mrežu, amplitudne i fazne promene mogu dramatično distorzirati vremensku formu talasa. Stoga su informacije o amplitudi i fazi u domenu frekvencije ključne. S parametri su parametar koji podržava obe informacije i ima mnogo prednosti za karakterizaciju uređaja visokih frekvencija.

Kada se definiše skup S parametara, sledeće informacije moraju biti definisane:

• Frekvencija

• Nominalna karakteristična impedancija (često 50 Ω)

• Alokacija brojeva porta

• Uslovi koji mogu uticati na mrežu, kao što su temperatura, kontrolni napon i struja polarizacije, gde je to primenljivo

Specifičnosti S parametara

Prema pristupu S parametara, električna mreža je „crna kutija“ koja sadrži razne međusobno povezane osnovne električne komponente, uključujući otpornike, kondenzatore, induktivnosti i tranzistor