射频电路S参数不要混淆的六种方法

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S参数描述了电子互连的电气特性，其中包括连接器，印刷电路走线和过孔，电缆和示波器探头。鉴于诸如Teledyne LeCroy的WavePulser 40iX之类的仪器使测量S参数变得相对简单，因此S参数的某些方面仍然会引起混淆，特别是对于新用户。在使用S参数时，可以做以下六件事来避免混淆。

1.知道夹具在哪里结束，DUT在哪里开始

进行测量所需的连接器将自己的特性添加到测量中。

图1.表征微带线需要

两个连接器，该连接器的两端各一个。

这些连接器

为测量增加了自己的特性。TDR测量

可以确定连接器

和微带PC线之间的边界。

测量S参数涉及将测试仪器连接到被测设备（DUT），将DUT与许多其他互连元件串联放置，如图1所示。DUT没有隔离，并且在您所处的位置可能会造成混淆希望电缆和固定装置末端以及DUT的开始位置。您是否希望DUT仅包括DUT的电缆？两端的连接器呢？匹配的夹具或电路板中的导线呢？

无论您希望将接口放置在何处，请确保其位于均匀传输线的区域中，以使该区域中的信号作为横向电磁波（TEM）传播。这将确保干净且可重复的界面，使DUT与系统测量分离。

一旦定义了什么是DUT，什么是夹具，您可能需要一种方法来从其余的测量系统中解嵌称为DUT的东西。去嵌入的主题将在以后的博客文章中介绍。

当 WavePulser 40iX 经过自校准后，它将消除内部信号路径的电气特性，从而将测量参考点移至仪器的前面。外部电缆的S参数是已知的，并且电缆已被去嵌入，因此测量参考平面直接移至电缆的末端。这就是WavePulser有效结束的地方。

电缆上的同轴连接器与DUT的特定端之间是一个用作几何变压器的固定装置。您是否希望任何夹具都成为DUT的一部分？

复合夹具-DUT夹具系统的TDR测量有时可以帮助识别所有接口。图1中显示了一个示例。您是否希望DUT只是板上的走线，还是SMA连接器及其发射？

使用此标准，可以隔离DUT和连接器之间的边界。现在，我们可以表征连接器并充分去嵌入它们，因此我们已将参考平面移至DUT的实际起点。

2.理解S参数形式主义

图2.不要被

S参数中使用的形式定义所迷惑。每个S参数元素都

使用输出端口作为**个索引号，

然后使用输入端口索引号。

如果设备上有多个端口，则跟踪每个端口非常重要。

图2中的设备具有四个端口。输入可以应用于这四个中的任何一个，并且对于任何输入，有四个可能的输出，这意味着总共有十六个组合。S参数的正式定义使用索引号来跟踪这些信号来来往往的比率，这些比率作为下标附加在字母“ S”上。

不幸的是，关于S参数的第二个令人困惑的事情是索引标记方案首先是输出端口，其次是输入端口。因此，对于在端口1输入并在端口2输出的信号，S参数是S21，而不是S12。进入端口1后从端口1返回的信号是S11，依此类推。请注意这一点，因为标签方案与您期望的相反。

3.知道您的S参数正在使用哪个端口分配

图3.此

4端口设备有两种可能的端口分配，选择错误的端口分配可能会导致

您误以为正在查看的S参数。

除了输入和输出的索引编制之外，还存在端口分配的问题。有两种不同的约定来描述4端口S参数中的端口顺序（图3），并且根据您的S参数所使用的约定，相同的索引号可以描述不同的事物。

不幸的是，对于使用这两种方法中的哪一种尚无业界共识。因此，始终了解所使用的S参数中的端口分配非常重要。

情况1（图3）的优点在于，它使插入损耗S21成为通常用于描述插入损耗的S参数。WavePulser 40iX的不错功能之一   是重新分配端口的功能，因此可以根据需要重新配置测量或导入的S参数。