S参数入门

news2024/9/20 20:46:47

一、说明

S参数全称为散射参数,主要用来作为描述线性无源互联结构的一种行为模型,来源于网络分析方法。网络分析法是一种频域方法,在一组离散的频率点上,通过在输入和输出端口得到的参量完全描述线性时不变系统(定义参考《信号与系统》),无需了解系统的内部详细构造,是一种黑盒分析方法。

频域S参数分析和时域分析只是从不同角度观察信号,也可以相互转换,没有本质不同:

如上图,S参数的反射波可以测出S11,传输波可以计算S21;同样时域的反射波可以测得TDR,传输波可以计算TDT。他们之间通过傅里叶变换和逆变换也可以互相转换。需要说明的是,在频域中只有一种波形就是正弦波。

二、S参数的含义

S参数就是指输出波形和输入波形之比,即:

正弦波有三个参数,即幅值、频率和相位,而横坐标就是频率,因此主要关注幅值和相位。那么:

大家看S参数的时候纵坐标一般都是用dB表示,换算关系如下:

相位呢,S参数的相位是指输出波形和输入波形相位之差(本来是比值怎么成减法了呢,感兴趣的人可以思考下):

针对二端口网络,S参数包括S11、S21、S12和S22,但是无源网络的S21和S12是相等的,如果网络是互易的,S11就等于S22。如果网络是无损的,那么S11*S11+S21*S21=1。

1.S11

S11(dB)工程上的叫法是回波损耗(return loss),S11具体定义是指1端口输入信号在1端口反射的正弦波幅值和1端口输入正弦波幅值之比:

S11=V-/V+

然后根据反射理论可知:

S11=V-/V+=(ZIN-Z0)/(ZIN+Z0),其中ZIN是网络的输入阻抗,Z0是测试的参考阻抗(一般都是50Ω);

需注意这里写的是S11不是S11(dB),如果是网分直接测出的S11(dB),则需要换算后参与计算。

举个例子,假设网络的输入阻抗为61Ω,网分的阻抗为50Ω,则:

S11=(61-50)/(61+50)=11/111,大概为0.1,换算为S11(dB)=-20dB。

知道了S11的含义,我们就不难理解S11的用途,例如测试传输线的S11,就可以看到走线的反射情况,评估中间处理的阻抗是否匹配(过孔、焊盘等)。如果反射过大,对双向传输的信号是否能造成误识别;多次反射造成最终接收信号的质量问题等。

在一些高速传输总线上也规定了回损的要求,如下是GMSL的S11的Limit限值:

2.S21

S21(dB)在工程上叫插入损耗(Insertion Loss),描述的是1端口输入信号在2端口输出正弦波幅值和1端口输入正弦波幅值之比。影响S21大小的原因很多,包括传导损耗、介质损耗、辐射、串扰等等,当然也保护反射引起的损耗。看S参数曲线,一般回损>-10dB时,就对插损有明显的影响了。

实际应用中,影响插损大小的主要是线长、频率以及耗散因子。FR4板材,50Ω传输线的插损的经验大小为0.1dB/英寸/GHz,例如5cm线长,频率3GHz处插损大概为0.6dB。

在一些高速传输总线上会规定插损的要求,如下是GMSL的S21的Limit限值:

三、差分S参数

差分S参数又叫混模(Mixed-Mode)S参数、均衡(Balanced)S参数,是指差分对的S参数。

差分S参数主要分为四类:差分转差分、差分转共模、共模转差分和共模转共模。

然后每类还包括4个S参数(2个回损和2个插损):

举个例子:

  • SDC11代表从port1输入差分信号,在port1接收到的共模信号;

  • SDC12代表从Port2输入差分信号,在Port1接收到的共模信号;

  • SDC21代表从port1输入差分信号,在port2接收到的共模信号;

  • SDC22代表从port2输入差分信号,在port2接收到的共模信号;

本质上差分S参数也是4端口单端S参数(P1+/P1-可以看成端口1和3,对端为2和4),那怎么相互转换呢?

以SDD11举例,从名称可以看出是差分输入和差分输出,即2和4是没有输入,1为+V,3为-V,即输入为1-3=2V,输出为:S11*V+S13*(-V)-S31*V-S33*(-V)=V*(S11-S13-S31+S33)

SDD11=输出/输入=V*(S11-S13-S31+S33)/2V=0.5*(S11-S13-S31+S33)。

同理,其它的差分S参数也可以对应单端S参数,具体为:

四、S参数的应用

在高速信号中(USB、MIPI、DP等)都会对无源通道、线材甚至连接器提出S参数要求,只要满足这些要求,就代表本部分符合规范。如果S参数不符合要求,也可以通过IBIS模型,进行channel仿真,查看RX眼图是否符合规范进行评估影响。

实际上,在射频、滤波器设计等方面S参数也应用很多,比如天线多测试S11查看谐振点,滤波器更是以S参数定义性能参数。

S参数还可以代替实际器件进行仿真,例如走线在连接器处有一个ESD的TVS管,如果可以获取该器件的S参数,就可以直接带入进行仿真,无需自己建模。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/1934987.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

园区AR导航系统构建详解:从三维地图构建到AR融合导航的实现

随着现代园区规模的不断扩大与功能的日益复杂,传统的二维地图导航已难以满足访客高效、精准定位的需求。园区内部错综复杂的布局、频繁变更的商户位置常常让访客感到迷茫,造成寻路上的时间浪费。园区AR导航系统以创新的技术手段,破解了私域地…

对redis进行深入学习

目录 1. 什么是redis?1.1 为什么使用redis作为缓存?1.1.0 数据库(MySQL)与 redis1. 存储介质不同(408选手应该都懂hh)2. 数据结构优化3. I/O模型差异4. CPU缓存友好性5. 单线程与多线程差异6. 持久化与缓存…

Volatility:分析MS10-061攻击

1、概述 # 1)什么是 Volatility Volatility是开源的Windows,Linux,MaC,Android的内存取证分析工具。基于Python开发而成,可以分析内存中的各种数据。Volatility支持对32位或64位Wnidows、Linux、Mac、Android操作系统…

2024算力基础设施安全架构设计与思考(免费下载)

算网安全体系是将数据中心集群、算力枢纽、一体化大数据中心三个层级的安全需求进行工程化解耦,从国家安全角度统筹设计,通过安全 服务化方式,依托威胁情报和指挥协同通道将三层四级安全体系串联贯通,达成一体化大数据安全目标。 …

插画插件:成都亚恒丰创教育科技有限公司

【插画插件:数字创意时代的艺术加速器】 在数字化浪潮汹涌的今天,视觉艺术以其独特的魅力穿梭于互联网的每一个角落,成为连接人心、传递情感与信息的桥梁。而在这股创意洪流中,插画插件以其高效、便捷、个性化的特点,…

1219:马走日

#include<bits/stdc.h> using namespace std; int vis[8][2]{-2,1,-1,2,1,2,2,1,2,-1,1,-2,-1,-2,-2,-1};//构造偏移量数组 int t,n,m,x,y,ans;//棋盘总共由(n)(m)个点 bool st[100][100];//如果st[i][j]0 表示i,j这个坐标没有走过 st[a][b]1表示a,b这个坐标走过 void d…

【05】LLaMA-Factory微调大模型——初尝微调模型

上文【04】LLaMA-Factory微调大模型——数据准备介绍了如何准备指令监督微调数据&#xff0c;为后续的微调模型提供高质量、格式规范的数据支撑。本文将正式进入模型微调阶段&#xff0c;构建法律垂直应用大模型。 一、硬件依赖 LLaMA-Factory框架对硬件和软件的依赖可见以下…

GPT-4o大语言模型优化、本地私有化部署、从0-1搭建、智能体构建

原文链接&#xff1a;GPT-4o大语言模型优化、本地私有化部署、从0-1搭建、智能体构建https://mp.weixin.qq.com/s?__bizMzUzNTczMDMxMg&mid2247608565&idx3&snd4e9d447efd82e8dd8192f7573886dab&chksmfa826912cdf5e00414e01626b52bab83a96199a6bf69cbbef7f7fe…

C语言 | Leetcode C语言题解之第257题二叉树的所有路径

题目&#xff1a; 题解&#xff1a; char** binaryTreePaths(struct TreeNode* root, int* returnSize) {char** paths (char**)malloc(sizeof(char*) * 1001);*returnSize 0;if (root NULL) {return paths;}struct TreeNode** node_queue (struct TreeNode**)malloc(size…

Mysql中的几种常见日志

引言 本文是对Mysql中几种常见日志及其作用的介绍 一、error log&#xff08;错误日志&#xff09; MySQL 中的 error log&#xff08;错误日志&#xff09;是一种非常重要的日志类型&#xff0c;它记录了 MySQL 服务器在启动、运行及关闭过程中遇到的所有重要事件、错误信…

python爬虫实现简单的代理ip池

python爬虫实现简单的代理ip池 我们在普通的爬虫过程中经常遇到一些网站对ip进行封锁的 下面演示一下普通的爬虫程序 使用requests.get爬取数据 这段代码是爬取豆瓣排行榜的数据&#xff0c;使用f12来查看请求的url和数据格式 代码 def requestData():# 爬取数据的urlur…

[Maven] 打包编译本地Jar包报错的几种解决办法

目录 方式1&#xff1a;通过scope指定 方式2&#xff1a;通过新建lib 方式3&#xff1a;通过build节点打包依赖​​​​​​​ 方式4&#xff1a;安装Jar包到本地 方式5&#xff1a;发布到远程私有仓库 方式6&#xff1a;删除_remote.repositories 方式7&#xff1a;打包…

Leetcode二分搜索法浅析

文章目录 1.二分搜索法1.1什么是二分搜索法&#xff1f;1.2解法思路 1.二分搜索法 题目原文&#xff1a; 给定一个 n 个元素有序的&#xff08;升序&#xff09;整型数组 nums 和一个目标值 target &#xff0c;写一个函数搜索 nums 中的 target&#xff0c;如果目标值存在返…

TCP重传机制详解

1.什么是TCP重传机制 在 TCP 中&#xff0c;当发送端的数据到达接收主机时&#xff0c;接收端主机会返回⼀个确认应答消息&#xff0c;表示已收到消息。 但是如果传输的过程中&#xff0c;数据包丢失了&#xff0c;就会使⽤重传机制来解决。TCP的重传机制是为了保证数据传输的…

决策树回归(Decision Tree Regression)

理论知识推导 决策树回归是一种非参数监督学习方法&#xff0c;用于回归问题。它通过将数据集划分成较小的子集来建立模型&#xff0c;并在这些子集上构建简单的预测模型&#xff08;通常是恒定值&#xff09;。下面是决策树回归的数学推导过程&#xff1a; 实施步骤与参数解读…

紫光展锐5G安卓核心板T760__国产手机芯片方案

展锐T760安卓核心板是具备续航和性能更加均衡的5G移动平台。其主要特点包括主流的6400万像素摄像头和高达120Hz的刷新率。 平台采用多模融合的创新架构和AI智能调节技术&#xff0c;从而在5G数据场景下降低了37%的整体功耗&#xff0c;在5G待机场景下降低了18%的整体功耗。 多…

遇到报错:无法安装 “WebDriverAgentRunner-Runer“ 无法安装此app,因为无法验证其完整性,如何解决

嗨&#xff0c;大家好&#xff0c;我是兰若&#xff0c;相信很多人在做app自动化测试时&#xff0c;都遇到过这种报错&#xff1a;无法安装 “WebDriverAgentRunner-Runer” 无法安装此app,因为无法验证其完整性。 以下是一些解决思路&#xff1a; 这个问题通常是由于 iOS 设…

Linux系统学习日记——vim操作手册

Vim编辑器是linux下的一个命令行编辑器&#xff0c;类似于我们windows下的记事本。 目录 打开文件 编辑 保存退出 打开文件 打开 hello.c不存在也可以打开&#xff0c;保存时vim会自动创建。 效果 Vim打开时&#xff0c;处于命令模式&#xff0c;即执行命令的模式&#x…

Leetcode算法题(移除链表中的元素)

题目如下&#xff1a; 思路1&#xff1a;创建一个新的带头链表 &#xff08;newhead&#xff09;&#xff0c;遍历头结点对应的值分别于x进行比较&#xff0c;将不等于x的节点尾插到新的带头链表中&#xff0c;返回新的带头链表的下一个节点。 代码如下&#xff1a; typedef …

大数据开发之Hadoop

大数据开发之Hadoop Hadoop的发展Hadoop的三个功能组件一、HDFS 分布式文件系统 1、HDFS的基础架构2、HDFS基础操作命令3、HDFS WEB浏览&#xff1a;4、Big Data Tools插件5、使用NFS网关功能将HDFS挂载到本地系统6、HDFS数据存储7、NameNode 元数据8、SecondaryNameNode的作用…