群英论剑之“S 参数归一化（三）”

樱桃海弥

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群英论剑之“S 参数归一化（三）”

& `3 Z3 g& c' F( f9 t$ Y本期作者：

李可舟、andyton、Colin_consin、若华蒋方、DI牛迪、于争博士、巅峰搬砖、吴枫、liyy李勇尧、庄哲民、Dennis丁同浩、benjaminPU三星、LXK

3 {$ F; X% c. u' P; K  B+ |
+ B7 y' l# r7 {' a! e

—————  2016-1-24  —————

Di 上午6:50
感觉你对s参数没理解透

1 P" m: ^$ Z9 O! y% J

李可舟 上午10:31
[流汗]

2 E: X+ Z( M" f. T0 {( t

Colin 上午11:18
s参数的求解有功率和电压两种。不匹配状态下你称之为反射系数，这本身就是不对的。不知道你是否有微波背景，反射系数和s参数不是一回事，做过微波射频的应该都知道信号回路分析法，有入射反射系数和负载反射系数以及s参数的分析。若你坚持不匹配就不是s参数，那做射频的小伙伴，做PA匹配的小伙伴这些年都是在无用功了
0 s7 m: B+ P. S% x

于争 上午11:23
8 F3 z/ R0 x4 A4 s# Z! S( k" ?5 i
: k/ w9 X$ W; J  C9 o

于争 上午11:25
他说的应该是这个知识点。如果说的真是这个，那没错。

- l3 a7 M& j- N# z- f2 }

BenjaminPu 上午11:27
嗯 赞同 真正意义上的s参数是指阻抗匹配状态下的 这也是真正的散射参数 不匹配的状态下 测出来的 需要做renormalization 就是考虑实际阻抗和匹配阻抗的关系 推导正确的散射参数
* p; ?4 G# m) w

杨小刚[表情] 上午11:29
@于争 这是那本书

lxk 上午11:29
) o, C/ W  B* [5 l% Cs参数匹配指测试端口匹配。负载不是测试端口，不管匹配不匹配
) @) U# L6 D% i' u  Y0 D( r

于争 上午11:29
a2=0，没有入射波，但阻抗要在
: X+ [' j0 f0 u* P; j

鸱鴺子皮 上午11:33
向大神们请教一个问题:电源信号走线在经过tvs后形成近乎0度锐角，影响大不大？热和emi当年会不会有明显恶化趋势？
. y4 U  m7 U2 W
8 |4 U9 R7 f' `+ W4 G2 e( ~

lxk 上午11:33
传输线上电压电流都是由场人为定义出来的，不同方法可以定义出不同电压电流。大家要统一所以归一化。个人理解

Di 上午11:41

. o' n% M1 P6 s8 [8 @* S

Di 上午11:43
9 E2 I/ m0 s) `6 l& L* K# j@于争  博士，我对李的理解是：当cable和传输线阻抗不一致时，对dut的s测量不准确

吴枫 上午11:44
" X5 a: }; F' i8 \/ Z6 T% x' M希望大家可以理解到@李可舟 的问题的关键点。我理解他希望讨论的就是@于争 贴图提到的s参数定义中的matched什么意思。到底是mtached谁。
$ T/ }* I  y* M# G1 r
% v6 }2 p, \2 |/ U( u

Di 上午11:46
nice，看来需要李详细的解释一下了[微笑]@李可舟 

李可舟 上午11:51
@Di 是你说的意思，匹配是指和你图中的cable的特征阻抗需要和端接负载匹配。提这个问题是因为我相信很多时候大家要么没注意有匹配的前提，要么以为匹配是指端接负载和dut的阻抗匹配。
) ?7 ]4 t+ e0 ]! ]

lxk 上午11:53
" H6 n) u8 t. v相同传输线 a定义他是50欧姆，b定义他是1欧姆。b用1欧姆系统去测，再renormalize到50，和a用50系统测 两者曲线一致 不知大家说的是不是这个 个人理解

Colin 上午11:56
这个匹配的意义就是实际的测试校准，我们常说的匹配是阻抗匹配。至于基本的s参数，归一化后就是两个端口已经分别匹配了。我是这么理解的。
  U+ G2 U$ y4 p3 Y3 p
( T2 Z" b9 F" z$ E7 X

Di 上午11:57
& d/ c) o" j& y  I

  c& G+ b* U# G/ x% B

Colin 上午11:58
2 ]$ t( ]; t; e4 `( t1 @所以，只要是归一化了s参数是能够直接用于对应的测试系统的，不必担心匹配的问题。

' M% j- u8 ?+ @1 \) p

Di 上午11:59
. s! s# G2 H7 L  S# p: h0 W4 ^3 z假设cable和dut阻抗不一致，入射波a在界面处会有反射b，传输到dut为c

Colin 上午11:59
至于cable和dut的差距，就必须用统一的归一化
7 l2 E: [  f+ j5 f8 G" ?: C
. N8 p4 @+ m* a" |# w# a

Colin 上午11:59
+ U3 B1 N6 o" @' Y1 t1 R( c没有统一就要先分别反归一化再统一归一化做级联
  C0 E& h( p6 t, A, R6 l. ^9 I
- Z6 I% U& O; G/ x

Di 下午12:02
) G2 ?- S7 E7 l0 h
: l8 @- w; L9 Y6 J
; y9 @0 {' `7 P% `, Y  R. h+ ]/ X

Di 下午12:03
& |* L, g2 g  [1 C: ?由入射到dut的c测量dut的s参数

4 E3 n2 l) l9 J' r1 Y2 B& \

Di 下午12:04
s参数不管a和b，只考虑cdef。
( [9 \6 u. B+ Y' e9 t- F7 w
# m2 {0 R' T7 U5 ^* L: @8 I$ e

lxk 下午12:05
两个不同阻抗定义下的s参数做级联就要先归一化统一定义

6 G6 ~* c* X: [- d

于争 下午12:16
" w, d0 J% g1 l/ G- y- e+ O- {@吴枫 关键问题就在这。理论上定义S参数的时候把端口外的部分理想化处理了，所以如果不考虑实际设备的非理想情况纯粹从理论上讲，match这个词用的是否合理？

* C0 H) f6 I( k$ F7 Z

于争 下午12:20
不论怎么称呼这个load，它必须在那，这是S参数定义的内容。但我对match这个词有些质疑。
4 c8 |2 A) e* [+ ?. m9 S( P; h" l, w
2 `8 _: o4 k+ q4 q0 r' l

lxk 下午12:27
; A" I# c% K  V$ `; I% y测试中不可能完全匹配，和理论有差别，只能归到误差中，大家也只能相信仪器以此为标准，不知是否如此理解
, z! x2 }6 A. y1 D7 [; a
$ y0 r& y' K3 ]- Z9 `

lxk 下午12:30
( x" S; e+ n" N* q

于争 下午12:32
@xk 这个图必须赞，场和路不能混

$ W) G7 G& y. z6 ~, ]# i1 t1 @

李可舟 下午12:34
- \" y9 w0 z4 Q# O' |/ p@Di 你的图画得不错，能够让大家讨论的时候有一个直观参照。就这个图我想表达的观点和你不一致，即S参数就是只管你图里面的a和b，而不管cdef

lxk 下午12:35
@于争 [抱拳]

5 O5 h9 ]9 x$ C3 M) v, k( n

李可舟 下午12:37
@Di S参数中的波都是定义在端口外，即测试线缆里面的。dut那边，由于可以是任意器件，不一定是传输线，而可能是一个电阻.因此根本就无法保证能够定义出cdef这4个波来。
: m7 D) G+ J# G4 L9 E/ X7 e

李可舟 下午12:38
& K6 ?! b( w. j3 h: o@Di 因此S参数所管的的也不是cdef
0 s/ X; }+ k# }. {3 t

lxk 下午12:38
赞同，负责不是测试端口 不需要考虑匹配不匹配
% O# T, G% _: f' F; k

BenjaminPu 下午12:42
刚才几位朋友都提到了匹配到底是指哪的匹配 可以考虑VNA和传输线是一个stage 传输线和dut输入阻抗是一个级 前一级 一般都是匹配 第二级 是测量的匹配 所谓的准确测量的s参数 就是指发生在测量这一级的阻抗匹配决定的 然后下一级发生在输入阻抗和dut本身的匹配状态 是在dut内部这一级 输入阻抗的话 应该是受到dut特性阻抗影响的
; g# a( M0 f9 a9 {" R  n
! j3 |' {" l8 d# q2 o  K# X

李可舟 下午12:55
@韩国-三星半导体-Benjamin 你说得很不错，把几种匹配都分类很清楚了。尤其你说得vna和传输线那一级的匹配，正是想讨论的。我觉得可能是因为现在的仪器和仿真软件在制作的时候已经确保了这一级的匹配，所以大家才很少去关注

$ [" T/ E, q. p2 g0 R: i1 ]

Di 下午1:17
nice，终于统一问题了
) x: u; F" |6 A

Di 下午1:19
如果是由ab来定义，仪器测出来的是cable+dut的数据，至于如何得到dut的s参数，那就需要仪器去做处理。

Di 下午1:20
8 z. g6 Z4 ~# Z8 C如果是cdef来定义，那不管仪器采用的是什么方法，得到的就只是dut的s参数
0 k8 z% w' a6 S+ O7 M% s# _
% O# ~1 q2 {5 V; P. k* K$ `+ B- j

Di 下午1:21
但是，理论做定义时，是不能去考虑实际如何做测量的
5 a' L& f# Q. l+ ^& L4 l, y3 s

于争 下午2:02
6 d9 O2 m1 F* ~' ]; ~线缆和连接的头子对测试结果影响挺大的。那种很粗很硬的线缆测出来的结果一致性很好，有些线缆细软，动一动就能看到测试结果的变化。头子影响更大。

于争 下午2:06
有一次我想测一个直通件的参数，这个东西很小，测试结果连无源性都不满足。仔细校准两次都这样
4 I3 N) p- N# m4 b2 r! }2 Q  h
) z- u6 z6 d: m8 f4 N5 c

Di 下午2:08
+ V4 ?) M2 }6 B( Q! P% q如果线缆对结果影响很大，就说明s参数是按照cdef来计算的。仪器需要根据测量到的ab来推算dut的参数

于争 下午2:17
  h) s: v& h0 x5 H@Di 不是很大，是有点小变化，能观察到，对干活影响不大

: ?& h- C+ J, Q

于争 下午2:18
/ a5 S! v5 Z5 r8 c  Z7 s@Di 我说的大是相对的，用习惯了好线缆，换差一点的能感觉到不一样
& n& Y( ~6 |, s. x# }7 F# q
" S; M; V8 `$ Q' Z

李可舟 下午2:22
2 G" `3 C( q6 j. J
7 V. Q; Q0 d7 m, B

李可舟 下午2:31
: ~8 s/ D9 X* ^: S0 B- t, P; V) o; P@Di 我也画了个图，这样讨论问题方便些。这个图想说明的意思，是vna测得并不是ab,而是A和B,如果线缆足够理想，那么ab和AB之间只有线缆延迟导致的相位变化。但是由于线缆不够理想，其损耗和特征阻抗是频率的函数，所以仪器必须通过校准这项技术来从测得的AB中来计算ab，也就是说仪器最后需要知道的是ab。ab本身表示的就已经只是dut的特性，并不存在仪器需要通过ab来计算cdef的说法，而且最关键的一点是cdef这4个波本来就是无法定义的，不会有任何一本权威的书会提到存在cdef这4个位于dut内的波
$ p6 [- ?7 x( W4 U

于争 下午2:49
: a/ K, ~9 x% h3 v2 q# n@Di DUT是黑匣子，用端口处表现出来的行为特征来描述它。里面怎么回事无法预知，c是不是存在不一定，即使存在也是黑匣子里的事。S参数是用ab定义的。

于争 下午2:54
2 T) p: z' K' c+ @@Di  ab才是端口处外在表现
" H# B  n+ I5 X5 X( |6 X7 c$ |# M3 F
+ O& l: m) d7 f$ x7 E

lxk 下午3:05
感觉可以这样理解 每个测试端口都连了一段无限短，与仪器/仿真端口阻抗一样的理想传输线。这样就不用纠结s参数端口匹配的要求了
  E& q1 w3 \7 E
7 Z. j: {4 I( B5 h1 M5 [# W' z8 s* w- F

Di 下午3:05
好，我去翻翻书。
1 |, L9 v9 @& t& d) j

BenjaminPu 下午3:08
. m/ e1 J: U7 }, U+ {0 ~+ I) D如果误差可以确定发生在线缆或者探针上 开始可以通过calibration 校正 后期可以通过de embedding提高精度

4 p' B8 ]- ^. o  |2 J

Di 下午3:21
$ Q9 g) ^6 z# _1 X4 w@于争 @李可舟 是我搞错了。a是入射波，b是反射波，c是传输波，s是由入射和反射来定义的，也就是a,b
8 x$ `; @! O' E' k: a
3 i$ V) O6 ^/ I7 t. O

Di 下午3:22
' [( w( d3 [5 {' ?@李可舟@于争  [强]
% Z$ H4 z5 v. @* q# D. _  M

完!

  D" V/ X8 H5 T& X1 y! m3 t. I
) y% e: v4 j+ ^' ?% t( e* W) c- u3 z8 F