今天再講講,為啥在射頻世界里流行的是S參數(shù)。這個(gè)話(huà)題,好像講過(guò)兩次。
不過(guò),一回生,二回熟,三回就更熟了嘛。而且,今天看書(shū),正好又看到了,所以就說(shuō)說(shuō)。
前幾天文章講過(guò),其實(shí)除了S參數(shù),還有其他網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的定義,比如Y參數(shù),Z參數(shù),H參數(shù),ABCD參數(shù)等等,那為啥這些參數(shù)沒(méi)能拔得頭籌呢?為啥S參數(shù)搞的這么通用呢,基本上射頻工程師,干個(gè)啥,都要用到它。
要仿真放大器的外圍匹配,需要去官網(wǎng)上下個(gè)S參數(shù);想知道LNA的性能,先用矢網(wǎng)測(cè)試一下S參數(shù)。
要說(shuō)原因,可能還需要從那些網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的定義說(shuō)起。
看一下上面密密麻麻公式中的那么一點(diǎn)藍(lán),你會(huì)發(fā)現(xiàn),當(dāng)計(jì)算這些參數(shù)的時(shí)候,不是要求電壓等于0,就是要求電流等于0,也就是說(shuō),要么開(kāi)路,要么短路。
書(shū)上說(shuō)了,這個(gè)開(kāi)路和短路,在微波毫米波頻段處很難做到精確。如果條件難滿(mǎn)足,那也就難出來(lái)相應(yīng)參數(shù)了。
但是S參數(shù),則又是另外一種定義。
請(qǐng)?jiān)倏匆幌拢瑘D中公式中的那一點(diǎn)點(diǎn)藍(lán)。
也許你會(huì)說(shuō),這不還是等于0么,ak=0,不就代表要Vk+等于0么,那不還是要短路?
仔細(xì)看看,你會(huì)發(fā)現(xiàn),在Vn的右上方還有一個(gè)+號(hào)。
這個(gè)+號(hào),表示什么意義呢?
在一個(gè)端口的參考面上,上面的總電壓為Vn,而Vn+則代表入射電壓,而Vn-則代表反射電壓,兩者疊加,形成總電壓。
也就是說(shuō),上面的Vk+=0,只是說(shuō)入射電壓等于0,并沒(méi)有說(shuō)總電壓等于0。
這有差別么?差別大了去了!
把上面的i,j具象化,分別取2和1,也就是看看S21,那這個(gè)時(shí)候,就要求a2=0,a3=0,...,an=0.
再看看圖中的一點(diǎn)點(diǎn)藍(lán)色,再觀察一下an的方向,也就是說(shuō),當(dāng)有信號(hào)a1輸入時(shí),an都是從負(fù)載端反射過(guò)來(lái)的信號(hào)。如果負(fù)載匹配,則反射信號(hào)an=0。也就是說(shuō),條件滿(mǎn)足了。
而匹配負(fù)載就比較容易實(shí)現(xiàn),寬帶高頻都沒(méi)問(wèn)題。
那還有個(gè)問(wèn)題,公式上,把Vn分解成Vn+和Vn-,那工程中怎么分?
這就用到定向耦合器了,這個(gè)也是矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的核心組成部分。
定向耦合器,有4個(gè)端口,分別稱(chēng)為入射端,直通端,隔離端,耦合端,如下圖所示。
當(dāng)信號(hào)從①輸入的時(shí)候,在耦合端③上會(huì)有信號(hào),不會(huì)在④上出現(xiàn)(如果定向耦合器理想);但是當(dāng)信號(hào)從②反射回來(lái)的時(shí)候,反射信號(hào)則又會(huì)出現(xiàn)在④端口,而不會(huì)在③端口上出現(xiàn)(如果定向耦合器理想)。
寫(xiě)到這,突然覺(jué)得射頻很有意思。
比如說(shuō),不是射頻人,怎么會(huì)知道,這兩根彎彎折折的銅皮,做了這么了不起的一項(xiàng)工作。
審核編輯:黃飛
?
評(píng)論