重申使用参数模拟信号的完整性
关键的外卖
参数模拟小信号交流分析,给出了射频电路的线性特征在给定的偏差,温度和频率。
n端口网络的参数的总数等于n2。阻抗匹配的反射系数是有用的;和传输系数表示电路的耦合和相声。
匹配网络的负荷端插入在射频阻抗匹配电路可以使用参数仿真设计和优化。随着阻抗匹配,信号完整性是电路中获得。
调试的内部电路,发现操作失败的根源在设备需要技巧和经验。
如今,这是常见的做法取代有缺陷的设备,而不是把精力和金钱投入长期维修。然而,故障排除操作失败是一个困难的工作。从一个工程师的角度来看,工程的水平参与成型一个用户友好的解决方案是巨大以至于甚至更难识别在内部出了什么问题电路设计。
的信号的完整性复杂的内部电路中起着举足轻重的作用在确保设备的可靠运行。适当的内部电路之间的通信使设备运行在目录中。每当有一个传播延迟,内部电路失去兼容性,之间的交互和设备可能misoperate。信号质量失真的可能性相对更在高频电路的操作。
散射参数❲S -参数❳模拟突显出高频电路的信号完整性。在高频率、电压和电流分析相比不是那么有效的参数分析。参数模拟考虑了输入交流信号电磁❲EM❳或无线电频率❲射频❳波,并定义如何反映在信号输入端和传输电路的其他部分。表征的射频电路的反射和传输的参数更有效比H, Z,和Y参数。
参数仿真
众人之间的互联电路增加了设备之间的通信错误和延迟的可能性。拖延,扭曲和质量退化信号影响信号完整性的电路。操作从kHz GHz的频率,电路数量的行为更像波。这不是一个可行的方法来模拟电路的电压和电流在高频率。参数模拟是最适合的工具来描述复杂的电路在高频率,以确保它的信号完整性。
参数仿真模拟是一种交流,介绍了小信号设备的行为在给定的温度下,偏压条件下,输入信号。信号的衰减和放大的帮助下可以解释的参数。这个模拟的线性化非线性组件提供电路在不同频率的线性特征。
的级联参数可以被视为一个参数仿真的优点,特别是当它涉及到复杂的电路。例如,您可以模拟每个单独放大级的的参数和多级放大器的性能可以使用级联的参数分析。
在电路参数模拟,考虑转换成多端口网络。你不需要短的和开放的端口参数计算,这是程序之后在决定H, Z,和Y参数。最简单的参数转换为H, Z,和Y参数很有用在发现寄生电抗的影响信号的完整性。
反射和透射系数
在参数模拟,n-port网络等效与电磁波兴奋的一个港口,和电磁能量是衡量港口。通常的参数给出了一个矩阵形式,称为s矩阵,与控制电路的线性方程组的系数矩阵元素。对于一个n-port网络,一个n * n的矩阵的参数形式。如下所示:
s矩阵
矩阵的对角元素❲i = j❳表示反射系数,和其他元素❲ij❳给传输参数。反射和传输电磁能量的反射系数和传输系数,分别。任何元素年代ij在EM s矩阵量化能量传播从输入端口“j”输出端口的“我”。
的参数是复杂的数量与振幅和相位值,频率相关。参数的变化关于频率可以绘制在两个方面:
振幅和频率图和相位和频率振幅和相位的变化是在两个不同的图形绘制。即使无量纲量的参数,振幅通常用分贝表示。
史密斯图表-史密斯圆图是流行的情节用于指示参数。圆的半径是振幅参数,和相角变化逆时针方向。
下图展示了反射系数显著史密斯圆图。反射系数1⦟0°表明一个完美的开路,被反射回来的信号输入端口没有相变。
史密斯圆图显示反射系数
信号完整性有关的参数
而建立一个射频电路,我们的目的是将能源有效地从源到负载。电路是无损的,阻抗匹配是必要的。阻抗失配,反映出一些的能量输入端口,这能量损失频率相关。反射的能量总是提到关于正向功率从源加载到一个更好的洞察能量损失。
射频电路中常用的术语来表达能量损失有:
回波损耗之间的区别是正向功率和反射功率。反射功率降低,功率损耗的比例也会降低。无损的系统,没有权力反射回来,我们前面提到的0%反射史密斯圆图。的参数,返回损失可以通过方程❲1❳找到
在年代ij代表了反射系数。
电压驻波比❲电压驻波比❳的比率是最大的最小值❲波+反射波❳向前发展。电压驻波比方程可以表示为❲2❳:
反射系数出现在方程❲1❳和❲2❳可以表示的源阻抗❲Z0❳和负载阻抗❲Zl❳如下፦
当Z0完美matchesZl,系统无损耗和电压驻波比需要统一的价值。电压驻波比的值趋于无穷时的电路,功率反射是100%。
回波损耗和电压驻波比之间的关系可以通过方程表达❲4❳
现在我们之间的点连接信号完整性,阻抗匹配的参数模拟。
如果你正在寻找在你的射频电路信号完整性,您需要确保没有任何散射传播或延迟的信号。这条赛道条件对应于阻抗匹配。信号完整性可以通过匹配负载阻抗与源阻抗❲Z0Z =l❳。输入和输出阻抗匹配可以很容易地确定使用反射系数而耦合的存在或没有从传输的参数。
正如我们所看到的参数是如何连接到反射的能量在一个射频电路,插入在负载端阻抗匹配网络可以创造神奇。当的等效阻抗匹配网络和负载阻抗等于源阻抗的共轭反射回的信号输入端口成为0%和电路的信号完整性的最大值。
如果你正在设计一个射频电路阻抗匹配网络,你需要着手一个射频分析和仿真工具。利用强大的快板PCB设计者从节奏将确保你总是在正确的布局管理工具。你不需要开夜车对阻抗匹配和优化如果你获得最好的参数仿真工具。
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