• 您现在的位置是:首页 > 消费电子 > 技术解析

    TI - S参数究竟是什么?

    时间:2019-07-11 来源: 关键字:测量   转换器   

    现代高速模数转换器(ADC)已经实现了射频(RF)信号的直接采样,因而在许多情况下均无需进行混频,同时也提高了系统的灵活性和功能。

    传统上,ADC信号和时钟输入都采用集总元件模型来表示。但是对于RF采样转换器而言,其工作频率已经增加至需要采用分布式表示的程度,那么原有的方法就不适用了。

    本系列文章将从三个部分入手,说明如何将散射参数(也称为S参数)应用于直接射频采样结构的设计。

    起决定性作用的S参数

    S参数就是建立在入射微波与反射微波关系基础上的网络参数。它对于电路设计非常有用,因为可以利用入射波与反射波的比率来计算诸如输入阻抗、频率响应和隔离等指标。而且由于可以用矢量网络分析仪(VNA)直接测量S参数,因此无需知晓网络的具体细节。

    图1所示的是一个双端口网络的例子,其入射波量为ax,反射波量为bx,其中x是端口。在该讨论中,我们假设被测器件是线性网络,因此适合采用叠加法。

     

     

    图1:双端口网络波量

    通常情况下,在测量所有端口上的反射波时,VNA一次只刺激一个端口(通过将入射波推到该端口)。而且所测量的这些波量是非常复杂的,因为每个波量都有相应的振幅和相位。因此,这个过程需要针对每个测试频率下的每个端口不断重复。

    对于双端口器件,我们可以从测量数据中形成四个有意义的比率。这些比率通常用sij表示,其中i表示反射端口,而j表示入射端口。正如上文提到的,假设一次只刺激一个端口,那么其他端口的入射波为零(用系统的特性阻抗Z0来表示终止)。

    方程式1至4适用于四个双端口S参数。S11 and S22 分别表示端口1和端口2的复阻抗。S21表示传输特性,端口1为输入,端口2为输出(S12 与之相同,但端口2为输入,端口1为输出)。

    S11 = b1/a1,a2 = 0(1)

    S21 = b2/a1,a2 = 0(2)

    S12 = b1/a2,a1 = 0(3)

    S22 = b2/a2,a1 = 0(4)

    对于单向器件而言,如放大器(端口1为输入,端口2为输出),可以用S11表示输入阻抗,用S21表示频率响应,用S12表示反向隔离,用S22表示输出阻抗。数据转换器也是一种单向器件,但其端口2通常为数字输出,这对测量和解读都会产生一定的影响。

    将S参数扩展到多端口器件和差分器件

    可以将S参数框架扩展到任意数量的端口,有意义的参数数量为2N,其中N表示端口数量。许多集成电路由于振荡和共模抑制能力增强而具有差分输入和输出。射频采样ADC(如TI的ADC12DJ5200RF)通常具有差分射频输入和差分时钟输入。我们还可以进一步扩展S参数框架,以支持差分端口。

    为满足严苛的应用要求而设计?

    如图2所示,对于差分端口来说,我们必须区分共模波和差模波。两种模式具有相同的入射振幅,但差模入射波具有180度的相移,而共模入射波具有相同的相位。

     

     

    差模

    共模

    对于端口之间没有反馈的线性器件来说,可以采用叠加法,根据单端S参数测量(在任何给定时间内,只有一个端口具有处于活动状态的入射波)来计算出差共混合模式S参数。现代高性能VNA还支持用差模或共模波同时刺激两个端口。

    测量数据转换器S参数所面临的挑战

    数据转换器的半模拟半数字特性给测量S参数带来了挑战。VNA不能直接与数据转换器的数字总线相连接,因此需要采用专门的方法来进行测量。

    本系列文章的第二部分将介绍测量德州仪器射频采样数据转换器S参数的方法。第三部分将讨论如何在射频采样数据转换器系统的设计中使用S参数。

  • 换一批

    延伸阅读

    [资讯] TDK株式会社发布高密度解决方案DC-DC转换器

    TDK株式会社发布高密度解决方案DC-DC转换器

    TDK株式会社(TSE:6762)发布了新系列µPOL™ DC-DC转换器,这是业内最紧凑、功率密度最高的负载点解决方案,适用于大数据、机器学习、人工智能(AI)、5G基站、物联网(IoT)、企业计算等应用。......

    关键字:TDK DC-DC转换器 µPOL™

    [资讯] 你真的了解DC/DC转换器中的DC吗?

    你真的了解DC/DC转换器中的DC吗?

    我们都知道,DC是直流的意思,而DC-DC转换器就可以通俗的理解为直流电在设备之间的转换,比如我们日常生活中用到的移动手机,电脑和各种数码电子产品等,能够将低压直流电压转变成为高压直流电压,在这种情况下,DC-DC转换器的应用就必不可少了,......

    关键字:DC/DC转换器 电路设计

    [资讯] 提高功效,快速选择最佳的开关式DC-DC转换器

    提高功效,快速选择最佳的开关式DC-DC转换器

    在电路中,通过可控开关(MOSFET)等进行快速高频的开关动作,利用电感与电容自身带的储能特性,能够将输入的电能储存到电容里,当把开关断开时,储存的电能能够再次释放给负载,此时,提供能量就是开关电源,整个的输出功率和电路的电压能力是与开关电......

    关键字:DC-DC转换器 MOSFET 电路设计

    [资讯] 德国儒卓力提供全新的REC15E-Z系列DC/DC转换器

    德国儒卓力提供全新的REC15E-Z系列DC/DC转换器

    儒卓力提供全新的DC/DC转换器REC15E-Z系列,能够接受数种标准总线电压,适用于电路板空间非常宝贵的成本敏感型应用。......

    关键字:儒卓力 DC/DC转换器 REC15E-Z系列

    [资讯] 超宽输入DC-DC转换器进入工业铁路应用

    超宽输入DC-DC转换器进入工业铁路应用

    Flex电源模块(Flex Power Modules)现面向工业和铁路行业推出PKE-A系列DC-DC电源模块,进而扩大其产品范围,以便满足这些行业不断增长的需求,可确保其在遭受灰尘、潮湿、剧烈振动和其他恶劣条件时可靠地工作。......

    关键字:电源模块 PKE8000A DC-DC转换器
    发表评论
    用户名:
    验证码:

    变频器内部主电路有什么神奇?

    变频器内部主电路有什么神奇?

    采用“交-直-交”结构的低压变频器,其内部主电路由整流和逆变两大部分组成.……

    精确稳定 让平均电流法帮你实现模块电源并联

    精确稳定 让平均电流法帮你实现模块电源并联

    今天要为大家介绍的是平均电流法,这种方法能够精确稳定的帮助工程师实现电源模块的并……

    九款最简单的电子镇流器电路图原理图分析

    九款最简单的电子镇流器电路图原理图分析

    从工作原理而言,电子镇流器是一个电源变换电路,它将交流输入市电电源的波形、频率和……

    项目外包