如何快速處理S參數(shù)的幾種方法
S參數(shù)應(yīng)用范圍越來越廣!如果電子工程師不懂S參數(shù),怎么選擇物料?SI/PI工程師不懂S參數(shù),何談仿真和設(shè)計?EMC工程師不懂S參數(shù),如何設(shè)計和解決EMC問題?RF工程師不懂S參數(shù),也就不要玩啦!
本文引用地址:http://www.ljygm.com/article/202505/470485.htmS參數(shù)被大量應(yīng)用于高速電路和高頻電路設(shè)計和仿真中。對于越來越高速的電子產(chǎn)品,以及不僅僅是信號完整性和電源完整性工程師需要了解S參數(shù),對于電子工程師、測試工程師和EMC工程師等等都需要了解。
如果看不懂S參數(shù)曲線,電子工程師可能都不知道如何選擇物料。這并不是危言聳聽,如下圖所示為村田電子的兩顆共模電感插入損耗曲線(S參數(shù))對比,很顯然在高頻的時候衰減差異非常大:
如果在選擇共模電感時,按傳統(tǒng)的方式只是看封裝大小以及阻抗,那么很容易造成設(shè)計上的問題。對于很多器件現(xiàn)在都會有S參數(shù)曲線(插入損耗、回波損耗曲線、串?dāng)_曲線等等)或者模型提供。不只是共模電感,對于電容、電感、連接器、線纜等等的器件也是一樣。對于信號完整性和電源完整性工程師,S參數(shù)就更加的常見啦。信號網(wǎng)絡(luò)傳輸線、電源平面等等都是使用的S參數(shù)來表示的。
S參數(shù)這么常見,今天就給大家分享幾個在ADS仿真或者查看S參數(shù)的方法。
1、快速查看S參數(shù)的單端結(jié)果
如果獲取了一個S參數(shù)模型(snp),想在ADS中搭建一個S參數(shù)仿真電路,查看S參數(shù)各類單端的結(jié)果,有一個神器可以自動搭建電路圖,如下圖所示:
首先在原理圖中放置需要查看的S參數(shù)snp,如果是4端口,就會有4個引腳,如下圖:
然后在ADS的原理圖的菜單欄上,選擇Tools-->SnP Utilities-->Prepare device forSingle Ended Simulations,即可自動完成電路圖的搭建。
2、快速查看S參數(shù)的差分結(jié)
如果是想查看差分的結(jié)果,那么也可以使用相同的方式,在ADS原理圖的菜單欄上選擇Tools-->SnP Utilities-->Prepare device forDifferential Simulations,即可自動完成查看差分S參數(shù)電路圖的搭建,如下圖所示:
使用第1和第2中方式之后,工程師再也不用擔(dān)心多端口S參數(shù)的連接啦。端口數(shù)越多,這兩種方式越有優(yōu)勢。但是對于查看差分S參數(shù)的第2種方式,一定要保證S參數(shù)結(jié)構(gòu)是標(biāo)準(zhǔn)的S參數(shù)排布方式,在ADS中,默認(rèn)是奇數(shù)為入射端口,偶數(shù)為輸出端口,如下所示:
(注:可以把屏幕橫著放)
3、查看S參數(shù)的混合模式
在ADS中還有一個快速查看混合模式S參數(shù)的工具。在ADS原理圖的工具欄上單擊Check/ViewS-parameter按鈕,如下圖所示:
在彈出的S參數(shù)查看器對話框中選擇需要查看的S參數(shù)之后打開即如下圖所示:
在對話框中選擇Mixed Mode一欄,然后分別自定義差分對,再單擊Calculate Mixed ModeData計算混合模式S參數(shù),最后選擇需要查看參數(shù),如下圖所示:
4、快速判斷S參數(shù)的互易性和無源性
如果需要了解S參數(shù)的互易性和無源性,同樣可以在S參數(shù)查看器中直接查看,如下圖所示:
互易性不滿足判斷要求,無源性基本滿足判斷要求,如果需要進一步查看是那些不滿足可選擇Reciprocal,查看不滿足互易性的S參數(shù),如下圖所示:
選擇Passive可以查看Passive的判斷曲線,如下圖所示:
S參數(shù)的三大特性之一的因果性,也可以通過在ADS中搭建電路圖仿真進行檢查:
5、多個S參數(shù)合并為一個S參數(shù)
傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)分析儀最多只能有4個端口,所以測試得到的S參數(shù)也只能是4端口的,也就是最多一次只能測試一對差分對(不過現(xiàn)在有多端口網(wǎng)絡(luò)分析儀PXI可以解決多端口網(wǎng)絡(luò)的測試),對于高速電路仿真而言,如果需要考慮傳輸線之間的串?dāng)_,傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分析儀測試得到的S參數(shù)就不能直接使用,但是可以通過工具進一步的合成處理,這樣就能考慮到串?dāng)_的影響啦。在ADS中的原理圖工具欄上選擇TouchstoneCombiner,在彈出的對話框中選擇需要合成的各個S參數(shù)即可合成考慮串?dāng)_的S參數(shù),如下圖所示:
在ADS中還有很多與S參數(shù)仿真相關(guān)內(nèi)容,比如通過Momentum和SIPro/PIPro仿真提取S參數(shù),通過S參數(shù)轉(zhuǎn)換TDR等等應(yīng)用。對于以上內(nèi)容還有問題的,也可以留言進一步的溝通交流。
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