Warum verwenden wir S-Parameter für Hochfrequenzsignale?

S-Parameter können in jedem Frequenzbereich verwendet werden, das ist der erste Punkt. Der zweite Punkt ist zu verstehen, was eine einfache Matrix von s-Parametern darstellt, da zwei der Parameter Reflexionskoeffizienten sind und obwohl sie bei jeder Frequenz von Interesse sind (Verallgemeinerungswarnung!), neigen sie dazu, ignoriert zu werden (weil sie keine signifikanten bieten Vorteil) bei (sagen wir) Audiofrequenzen. Der Grund dafür ist, dass bei Audio die Ausgänge dazu neigen, eine niedrige Impedanz zu haben, während die Eingänge dazu neigen, eine hohe Impedanz zu haben. Dies macht S-Parameter für jede Schaltungsanalyse unhandlich, außer wenn angepasste Impedanzen verwendet werden. Damit bleibt RF im Allgemeinen.

Die Frequenz kommt einfach ins Spiel, weil die Eingangs- und Ausgangsimpedanzen eine Funktion der sich ändernden Frequenz sind. Ein aktives Gerät wie ein Kleinsignaltransistor kann bei 100 MHz eine Eingangsimpedanz von 4–25 Ohm aufweisen, während bei 200 MHz der Widerstandsteil der Impedanz abfällt und die Reaktanz noch höher ansteigt. Das Gerät mit einer Eingangsimpedanz von 4 – 25 Ohm bei 100 MHz kann eine Impedanz von 2 – 150 Ohm bei 200 MHz aufweisen. So wie sich die Eingangsimpedanz mit sich ändernder Frequenz ändert, ändert sich auch die Ausgangsimpedanz des Geräts. Streuparameter kamen in Mode, um H-, X-, Y- und Z-Parameter zu ersetzen, einfach weil die Streumatrix auf einen Widerstand bezogen wurde (normalerweise 50 Ohm, kann aber auch andere Werte wie 75 sein, was in der CATV-Industrie beliebt ist). H, X, Y, und die Z-Parameter wurden unter Verwendung eines Kurzschlusses oder einer Unterbrechung am Anschluss gegenüber dem zu charakterisierenden Anschluss gemessen. Sobald Sie einige hundert MHz erreicht haben, beginnen die Kurzschlüsse und Unterbrechungen, eine beträchtliche Reaktanz aufzuweisen, was zuverlässige Messungen erschwert, wenn Sie die Frequenz erhöhen. Ein weiteres Problem bei der Verwendung von Shorts und Opens besteht darin, dass viele aktive Geräte abheben und oszillieren, wenn sie mit einem Open oder Short abgeschlossen werden. Testgeräte, die zur Charakterisierung aktiver Geräte verwendet werden, können völlig verwirrt werden, wenn an ihrem Empfangsport ein Störsignal erscheint. Entschuldigen Sie die Länge, aber der Wahnsinn der S-Parameter-Entwicklung hatte Methode, und es ist nicht immer offensichtlich, warum. Sobald Sie einige hundert MHz erreicht haben, beginnen die Kurzschlüsse und Unterbrechungen, eine beträchtliche Reaktanz aufzuweisen, was zuverlässige Messungen erschwert, wenn Sie die Frequenz erhöhen. Ein weiteres Problem bei der Verwendung von Shorts und Opens besteht darin, dass viele aktive Geräte abheben und oszillieren, wenn sie mit einem Open oder Short abgeschlossen werden. Testgeräte, die zur Charakterisierung aktiver Geräte verwendet werden, können völlig verwirrt werden, wenn an ihrem Empfangsport ein Störsignal erscheint. Entschuldigen Sie die Länge, aber der Wahnsinn der S-Parameter-Entwicklung hatte Methode, und es ist nicht immer offensichtlich, warum. Sobald Sie einige hundert MHz erreicht haben, beginnen die Kurzschlüsse und Unterbrechungen, eine beträchtliche Reaktanz aufzuweisen, was zuverlässige Messungen erschwert, wenn Sie die Frequenz erhöhen. Ein weiteres Problem bei der Verwendung von Shorts und Opens besteht darin, dass viele aktive Geräte abheben und oszillieren, wenn sie mit einem Open oder Short abgeschlossen werden. Testgeräte, die zur Charakterisierung aktiver Geräte verwendet werden, können völlig verwirrt werden, wenn an ihrem Empfangsport ein Störsignal erscheint. Entschuldigen Sie die Länge, aber der Wahnsinn der S-Parameter-Entwicklung hatte Methode, und es ist nicht immer offensichtlich, warum.