Wie finde ich die Rückflussdämpfung eines Transformators anhand seiner 4-Port-S-Parameterdaten?

Ich suche nach Informationen zur Leistung des Transformators Mini-Circuits T16-1-KK81+ . Der Transformator ist gut charakterisiert, Mini-Circuits stellte sowohl Einfügungs-/Rückflussdämpfungsdiagramme als auch rohe S-Parameter-Messungen zum Download bereit.

Ich habe Schwierigkeiten, das offizielle Rückflussdämpfungsdiagramm mit den rohen S-Parametern zu reproduzieren.

Es ist eine 4-Port-VNA-Messung mit 16 S-Parametern, die s4pDatei sagt,

!Model: T16-1
!Run/Lot/Date Code: MW42300//0640
!DATA FOR: UNIT#1
!Fixture/SN/Due: 90-2-20-233/72223/07-24-2009
!Connection: PORT-1 - pin<4>; PORT-2 - pin<6>; PORT-3- pin<3>; PORT-4 - pin<1>;
!PORT EXTENSION DONE ON TEST FIXTURE WITH LOSS ON AND MISMATCH ON

Der primäre Punkt ist Pin 4 oder Port 1, daher sollte die Rückflussdämpfung ein Plot von S11 sein, aber der Plot sieht so aus:

Meine Handlung

Sie gleicht in keiner Weise der offiziellen Return-Loss-Kurve,

Offizielle Handlung

Ich dachte, das Skript, mit dem ich das Diagramm gezeichnet habe, sei kaputt, aber ich sehe keine offensichtlichen Probleme in meinem Code. Ich vermute, dass der Unterschied auf die Kündigung zurückzuführen ist. Ich denke, die VNA-Messungen wurden mit vier 50-Ω-Anschlüssen durchgeführt, aber das Rückflussdämpfungsdiagramm im Datenblatt geht von einer angepassten 800-Ω-Last aus, ist es richtig?

Wie soll ich vorgehen, um das Rückflussdämpfungsdiagramm zu reproduzieren?

Sie könnten versuchen, eine Zwei-Port-Messung nur an den Pins 4 und 6 mit einem 800-Ohm-Widerstand an den Pins 1 und 3 durchzuführen. Ich kann mir die Datenblätter derzeit nicht ansehen, aber es scheint mir seltsam, dass sie eine 800-Ohm-Last verwenden. ist das üblich?
@BenWatson Ich habe nicht das eigentliche Gerät und versuche nur, einen Weg zu finden, Informationen basierend auf den öffentlichen Daten zu erhalten. Ich werde versuchen, ihre Anwendungshinweise durchzulesen, um zu sehen, wie sie die S-Parameter gemessen haben.
@BenWatson Im Anwendungshinweis heißt es: "Rückflussdämpfung oder VSWR wird an der Primärwicklung gemessen, wobei die Sekundärwicklung in ihrer theoretischen Impedanz abgeschlossen ist". Es ist ein 1:16-Transformator (Impedanz), also denke ich, dass die Zahlen im Datenblatt mit einer angepassten Last von 800 Ω gemessen werden, und ich denke, ich sollte in der Lage sein, den S-Parameter so zu transformieren, als ob er durch 800 Ω abgeschlossen wäre Laden und reproduzieren Sie das Datenblattdiagramm.
Ach jetzt verstehe ich. Ja, der S11 sollte bei wechselnder Last variieren. Gibt es einen Grund, warum Sie der offiziellen Return-Loss-Tabelle nicht vertrauen? Sie können ihnen zur Klärung eine E-Mail senden und sie sollten sich innerhalb einer Woche bei Ihnen melden!
@BenWatson Nichts Ungewöhnliches, ich möchte nur sehen, wie seine S11 / komplexe Impedanz in einem Smith-Diagramm mit einer angepassten Last aussehen würde und wie induktiv es bei verschiedenen Frequenzen wird. Ist es nicht der Sinn, S-Parameter öffentlich zugänglich zu machen? - "Wir haben es bereits mit unserem 5000-Dollar-VNA für Ihre Analyse gemessen, also müssen Sie es nicht tun"
Ich nehme an, leider macht es sie weniger nützlich für die Gegenprüfung, wenn ihre anderen Diagramme unter anderen Lastbedingungen sind. Tut mir leid, dass ich nicht hilfreich sein konnte!
@BenWatson Update: Ich habe einige zusätzliche Anwendungshinweise gelesen, und meine Vermutung ist richtig, die S-Parameter von Mini-Circuits sind für die Gerätemodellierung und -simulation gedacht, einfach in Genesys oder ADS importieren und fertig. Aber das sind teure Werkzeuge und für Bastler nicht verfügbar. Aber meine Frage ist sicherlich lösbar! Mal sehen, ob ich es in SPICE-basierten Tools machen kann, oder mein eigenes Skript schreiben. Ich werde eine Antwort posten, wenn ich es geschafft habe, es zu lösen.

Antworten (1)

Beim Lesen einiger Anwendungshinweise entdeckte ich tatsächlich, dass die 4-Port-S-Parameter-Messdatei zum Erstellen eines Modells des Transformators gedacht ist und direkt mit einem Simulator wie Genesys oder ADS verwendet werden kann. Das sind teure Tools, die für Bastler nicht verfügbar sind, aber ich fand auch, dass die kostenlose und Open-Source-Qucs-Simulation auch die n-Port-S-Parameter-Datei unterstützt.

Simulator-Setup

Um die s4p-Datei für die Simulation zu verwenden...

  1. Erstellen Sie zwei Stromquellen und geben Sie ihre Eingangsimpedanzen an, in diesem Fall 50 Ω und 800 Ω, und erden Sie sie.

  2. Erstellen Sie zwei Gleichungen für S11_dB und S21_dB und erstellen Sie eine „S-Parameter-Simulation“, stellen Sie den Simulationstyp auf „Log“, stellen Sie die Start- bis Stoppfrequenz und die Anzahl der Punkte ein.

Diese Schritte sind für alle Simulationen erforderlich. Eine schnelle Möglichkeit, das Skelett einzurichten, besteht darin, den Filtersynthese-Assistenten zu verwenden, um einen Zufallsfilter zu erhalten und alle R-, L-, C-Komponenten zu löschen.

  1. Fügen Sie eine "n-Port-S-Parameterdatei" hinzu. Bearbeiten Sie die Eigenschaften und ändern Sie die Portnummer auf „4“, legen Sie den Speicherort der Datei auf die s4pvon Mini-Circuit bereitgestellte Datei fest. Da Port 1/2 die Primärseite und Port 3/4 die Sekundärseite sind, müssen wir das Gerät um 90 Grad drehen, ein bisschen umständlich, aber es macht den Job, schließlich den Ref-Port erden.

Führen Sie die Simulation aus.

Simulationsergebnisse

Es funktioniert, wir erhalten identische Ergebnisse wie im Datenblatt (der einzige Unterschied ist die Definition von positiv/negativ)! Wir können die Ergebnisse jetzt sogar in verschiedenen Formaten darstellen, wie z. B. einem Smith-Diagramm und einem VSWR-Diagramm, hurra!

Es gibt immer noch einen Unterschied von ~4 dB, wahrscheinlich aufgrund von Messungen unter anderen Bedingungen oder aufgrund von Artefakten des Simulators oder seiner Einrichtung, die eine weitere Untersuchung wert sind.

Update: Agilent ADS erzeugt das gleiche Simulationsergebnis. Es hängt also wahrscheinlich mit den Messbedingungen zusammen.

Wie können Sie feststellen, dass 1/2 das primäre und 3/4 das sekundäre ist und nicht, dass es als 1/3, 2/4 usw. konfiguriert wurde? Ich versuche, eine Dokumentation zu finden, in der dies erklärt wird (wie die s4p-Datei verwendet und dem Symbol zugeordnet wird), aber ich kann nichts darüber finden.
Sollte der Knoten von xformer Pin 4 und P2-Quelle NICHT mit Masse verbunden werden, um eine symmetrische Verbindung auf der Sekundärseite sicherzustellen?
@jrive Zumindest für den Mini-Circuits-Teil sind die Portverbindungen in den Kommentaren in der s4p-Datei dokumentiert. Öffnen Sie einfach die s4p-Datei in einem Texteditor und Sie sehen sie oben. Das sieht man zum Beispiel schon, als ich es in der ursprünglichen Frage zitiert habe. Apropos P2-Masseverbindung: Ich fand heraus, dass es einen großen Unterschied zwischen der S-Parameter-Simulation und den veröffentlichten Daten geben wird, wenn die Masse für den Differentialbetrieb angehoben wird. Ich konnte dieses Problem nie lösen, wir müssen Mini-Circuits fragen, wie genau es in einer Simulation verwendet werden soll.
Wie finde ich die Rückflussdämpfung eines Transformators anhand seiner 4-Port-S-Parameterdaten?
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