输入阻抗、S参数测量问题

tjcaxl

<img src="attachments/dvbbs/2009-12/200912152392473499.jpg" border="0" onclick="zoom(this)" onload="if(this.width>document.body.clientWidth*0.5) {this.resized=true;this.width=document.body.clientWidth*0.5;this.style.cursor='pointer';} else {this.onclick=null}" alt="" />

对于一个二端口器件，按照上面这个公式，无论输出阻抗是多少，只要我一个端口接上50欧电阻，另一端测得S11就是反射系数
然而S11的定义是2端口无反射的，接50欧姆2端口就没有反射了吗？

tjcaxl

一般书上都是说负载和传输线（以50欧姆特征阻抗为例）匹配了就不会有信号反射回来，假设2端口的输出阻抗为30欧，接的是50欧负载，这样传输线和负载时匹配了，而输出端口和传输线之间没匹配啊，它们之间不会存在反射吗

edwardflee

以下是引用tjcaxl在2009-12-15 23:13:45的发言：
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对于一个二端口器件，按照上面这个公式，无论输出阻抗是多少，只要我一个端口接上50欧电阻，另一端测得S11就是反射系数
然而S11的定义是2端口无反射的，接50欧姆2端口就没有反射了吗？

楼主的疑问是有道理的，原因在于从公式中推出的结论错了
按照公式，当且仅当负载端反射系数ΓL=0时，S11=Γin
而什么时候负载端反射系数为0呢，只有双端口网络输出端与输出负载匹配的时候
回到楼主所举的例子，双端口网络输出端负载30ohm时，自然必须接30ohm的负载，S11才能代表输入端的反射系数。
而不像楼主从公式中推出的结论说的那样“无论输出阻抗是多少，只要我一个端口接上50欧电阻，另一端测得S11就是反射系数“
很多书中这样简单的规定负载为50ohm，是因为已经默认了射频系统中常用的特性阻抗为50ohm

建议参考一下陈邦媛《射频通信电路》第5.2.2节

julite

学习了，但是没怎么懂

tjcaxl

以下是引用edwardflee在2009-12-16 9:03:48的发言：


建议参考一下陈邦媛《射频通信电路》第5.2.2节

这本书讲清楚了吗？我觉得这本关于这方面讲得很简单，还是我没看好，我有这书

rocket245

3楼的解释很清楚，明白了谢谢

tjcaxl

我咋还是没明白呢
当我不知道输出阻抗的时候怎么匹配输出端口，怎么测得S11

edwardflee

以下是引用tjcaxl在2009-12-16 21:24:54的发言：
我咋还是没明白呢
当我不知道输出阻抗的时候怎么匹配输出端口，怎么测得S11

呵呵，测试就是按照ZL=50ohm来测的，
射频工程师已经统一了射频系统的特性阻抗都是50ohm（有线电视系统等特殊的除外）
因此象矢网这样的测试设备端口也是按照50ohm设计的

之前楼主提供的公式只是在讨论测出的S11有什么具体意义
那么只有在负载端完全匹配时，测到的S11才等于输入端的反射系数
假如你的双端口网络不是按照50ohm设计的输出阻抗，用矢网一样可以测到S11
只不过这个S11不能准确的代表输入端反射系数而已

楼主爱看书，再推荐一本吧：市川裕一《高频电路设计与制作》第2.5.1节[em15]

tjcaxl

那如果我不知道输入输出阻抗又想准确测出S11来那该怎么办呢？或者说我们直接用50欧的矢网测出来的S参数有什么准确的作用呢

mingwei

當你不知道輸入輸出阻抗  你還是可以可以matching

只要 s11 and s22 落到 smith chart 50 ohm 或 return loss  <-10dB
這代表 著 輸入或輸出 非50ohm的組抗 經由匹配網路 轉換到了50ohm

pirate777

楼上说的很有道理，从ΓL的定义看，的确只有前后阻抗相等时ΓL才为0。

但是这个公式是从信号流图推导出来的吧，应该没问题吧，怎么去理解这个公式？
另外如果把负载用50欧姆的负载归一化，那么接50欧姆匹配负载的时候ΓL=0时，这个ΓL是向二端口输出口向负载看所得的反射系数，（向端口看所得的反射系数是S22）。
也就说虽然二端口输出口是30欧姆，但是输出信号全被负载吸收了啊，也就没有反射波反向进入二端口网络了啊。所以这样测试也是实际的S11啊。
这个怎么解释呢？

以下是引用edwardflee在2009-12-16 9:03:48的发言：




楼主的疑问是有道理的，原因在于从公式中推出的结论错了
按照公式，当且仅当负载端反射系数ΓL=0时，S11=Γin
而什么时候负载端反射系数为0呢，只有双端口网络输出端与输出负载匹配的时候
回到楼主所举的例子，双端口网络输出端负载30ohm时，自然必须接30ohm的负载，S11才能代表输入端的反射系数。
而不像楼主从公式中推出的结论说的那样“无论输出阻抗是多少，只要我一个端口接上50欧电阻，另一端测得S11就是反射系数“
很多书中这样简单的规定负载为50ohm，是因为已经默认了射频系统中常用的特性阻抗为50ohm

建议参考一下陈邦媛《射频通信电路》第5.2.2节

mlsn20051119

我也发帖问这个问题，但没有人气，看到楼主2008年12月就发过这个问题----有人说52rd没高手，呵呵，真的假的？

三楼同意Z2 ！= 50ohm时有反射，测得不是S11.“回到楼主所举的例子，双端口网络输出端负载30ohm时，自然必须接30ohm的负载，S11才能代表输入端的反射系数。”

但是楼主在7楼的疑问没有回答啊：“当我不知道输出阻抗的时候怎么匹配输出端口，怎么测得S11？”也就是说对未知的输出阻抗不能对它进行匹配--除非有个智能化的终端负载，通过测量待测网络的输出反射来自动调整负载的值，使得负载阻抗与待测网络的输出阻抗相等。-----做过网络分析仪的大侠们，网络分析仪似乎不是这样的啊

8楼答 “假如你的双端口网络不是按照50ohm设计的输出阻抗，用矢网一样可以测到S11，只不过这个S11不能准确的代表输入端反射系数而已”
不代表S11 还测它干嘛？本来就要测双端口的特性的，现在说测出来不准，那测试的意义打折了？？？？？？？？？？？？？？？

11#楼 说："虽然二端口输出口是30欧姆，但是输出信号全被负载吸收了啊，也就没有反射波反向进入二端口网络了啊" - 怎么会不反射呢？只有在二端口的输出界面上左右阻抗相等才不会反射啊。

mlsn20051119

猜测：是不是S12*S21*负载的反射系数足够小-或者比较小，然后近似一下？
从下面的计算来看，假定2端口全反射，误差矢量幅度的相对百分比为50%.照道理也不该忽略啊，有点大。
请高人们，快来讲讲，多谢啦

实例验证：
下面是2sk3078a的s参数，在典型应用频率上的,假设50ohm负载直接连接管子输出端时反射系数为-1，(因为一般的管子输出端阻抗小于50ohm，所以还得取负号)则表达式中第二项为 (用复数计算)得到第二项的模为0.39，误差50%。

！     vds = 6.0      id = 0.200
!          REM     DATA    NUMBER = 72
BEGIN      ACDATA
#          HZ      S       MA      R            50
% F        n11x    n11y    n21x    n21y    n12x    n12y    n22x    n22y
  500000000  0.776  -149.8   7.770    75.2  0.0305    -7.5   0.573  -146.9

计算如下：
                                       
                                               
-----------------------------

下面是三菱的管子的s参数，在典型应用频率上，复数计算的结果模为0.31。
! RD01MUS1 S-parametaer  
! Ta=25deg.C, Vds=7.2V, Ids=0.1A
! 28th Oct. 2002
# MHZ S MA R 50
     520.0    0.7962 -159.1733    4.8761   67.5284    0.0464  -14.0768    0.6146 -133.0665

mlsn20051119

再请教一下：
如果取管子的输出阻抗为3-j11，假设的，因为一般输出电阻较小，输出是容性的，那么接上50ohm后，反射系数为反射系数模0.89175212        角度（非弧度）-8.504437132，
这应该是反射系数接近于+1，而非-1吧？
如果按照反射系数+1来算，楼主公式中第二项的幅值则比较小，
在第一个实例中，误差矢量幅度=0.1567，相对误差20%；第二个例子中0.15，误差19.1%。

如果这样计算是正确的话，那么不知道待测网络二端口的阻抗而楞接50ohm算作没有反射，最终测得的S11还算接近真正的S11,凑合接受？

想的对与不对，请高人一一指出，不仅仅包括想的错的，如果有想的对的，也请指出啊，以便增加说服力。

eminemsun

真的要好好学习一下

leyaotang

很早以前我就有类似的疑惑
看了这个帖子后 感觉还是不大明白
一个待测的两端口 我对它没有别的信息时 我用矢网测的参数的意义和准确性如何衡量？？？？？

sun47418

[em02]支持~~~~~~~~~~~~~

dqw1002

同样关注,期待高人解惑

S参数不一定是在和被测件匹配的情况下测试的，定义是term1 term2是50欧，不是和输出匹配。不匹配通过S12反映到了S11。对被测件输出端和匹配网络的输入端都按term1 term2 50欧量测，是能对的上的。

jiangyx1028

雄起，雄起