1.端口阻抗的行业标准是50Ω,但原则上,阻抗可以是任意值。当端口阻抗发生变化时,返回损耗和插入损耗的行为也会发生变化。 (1)使端口阻抗远离互连的特征阻抗会增加返回损失。返回损失的值是端口阻抗的复杂函数; (2)描述相互连接的S参数时,必须匹配端口阻抗和元件阻抗。除非有限制,通常使用50Ω。
2.在实际工作中,将端口阻抗改为50Ω唯一的原因是直接从仪器屏幕上定性评估非50Ω组件质量在环境中。
3.在75Ω环境下,75Ω电缆频率低于1GHz几乎是透明的。GHz当连接器发挥主导作用时,无论端口阻抗是多少,连接都不那么透明。无论端口阻抗是多少,测量的S参数响应中包含的行为模型都是完全相同的,只是在不同的端口阻抗下再次出现。
4.最简单的互连是50线阻抗Ω,并且与端口阻抗相匹配,在这种情况下,没有反射,而且S11的幅度为0,当使用时dB它是一个很大的负数,通常局限于仪器或模拟器的噪声基底,约为-100dB量级。 在S参数的定义中,每个矩阵元素都是从波与进入某个端口的正弦波的比值。 对于S21,即从端口2传出的正弦波与传入端口1的正弦波之比,可得到以下两项: 但是传入端口1的相位前进fTd,相位(S21)=0°-fTd*360°
5.S随着频率的增加,21相位开始为负,负向增加。这是S参数最离奇和混乱的地方,穿过传输线S21相位呈负增长。 这种行为基于两个特点: (1)S21相位的定义是从端口2传出的正弦波相位减法传入端口1的正弦波相位。 (2)它是两个波形在同一时刻的相位差。S21相位始终为负,负值随频率增加而增加。我们通常将相位定义为-180°到 180°,相位前进-18°我们把它放在一边 180°,然后继续计算。这就产生了S典型的21相位锯齿模式。
6.插入损失的振幅值是通过互连传输测量所有阻碍能量的过程。流入互连的总量等于传输的总能量。能量以以以下五种方式传输: (1)辐射;(2)连接中转化为热能的损失;(3)无论是否被测量,耦合到相邻接线的能量;(4)反射回源端的能量;(5)作为能量进入端口2S测量21部分; 在大多数应用中,辐射损失对S21的影响是微不足道的。由于导线损失和介质损失造成的热能损失。 传输系数是衰减值的负数。
7.插入损耗是直接测量导线损耗和介质损耗引起的衰减。正如前一章所述。已知传输线的导线和介质特性,插入损耗易于计算。 (1)因损失造成的插入损失: (2)插入损耗是对消散因子的直接测量:
8.在低频时,导线损耗做出了巨大贡献。在这种简单的插入损耗分析方法中,没有考虑到导线损耗。当使用上述相似性时,由于补偿导线损耗,提取的消散因增加。在高频时,由于阻抗突变,插入损耗通常在连接器或过孔处波动。
9.当绘制频率函数时,插入损耗的范围单调减小。同时,相位以固定速度向负方向前进。当描述极坐标时S21时,轨迹为螺旋。
S在最低频率下,21具有最大范围和接近零的相位。当频率变大时S21顺时针旋转。而且幅度越来越小,最后旋转到中心。 均匀传输线插入损耗的两倍相当于端口1观测到的端开路传输线的返回损耗。插入损耗增加,包括典型的导线损耗和介质损耗。
10.孤立微带线的插入损耗表现为介质损耗和导线损耗造成的稳定下降。当相邻微带线接近时,攻击线中的部分信号会耦合到相邻线上,导致近端和远端串扰。在微带线中,远端串扰远大于近端串扰。 当频率升高时,远端串扰会增大,因而会有更多的信号耦合出攻击线,减小了S除了衰减,21S21的减少也会导致串扰S21的减小。 但从S很难区分21响应S21中有多少是由衰减产生的,有多少是由其他互连的耦合产生的,除非耦合到其他互连的信号也被加以测量。
11.使用标准命令规范,两个端口可以描述两条相邻的微带线。一个连接的插入损失是S另一条线的插入损耗是21S43.近端串扰S31描述用于远端串扰S描述41。耦合增大。S21减小时,可以看到远端串扰噪声S41也相应增加。
12.当耦合到无端浮空连接时,由于孤立浮空线的Q值非常大,如果被激励,入射噪声将在两个开路末端反弹。反弹一次就会衰减。它可以反弹100多次,直到它自己的损失消失。 高Q谐振器对耦合的影响是S21或S窄带吸收11。原则上,当单个端口连接到终端开路的传输时,S11的幅度应为1或0dB。事实上,正如我们所看到的,所有的互联网都有损失,所以S11总是比0dB小,而且随着频率的升高变得更小。
13.下冲频率为静态线的谐振频率,只有一条相邻的传输线。谐振带宽与谐振器的Q值有关。定义为:
Q值越高,下冲越窄。下冲的宽度与耦合度有关。耦合越大,下冲就越尖。当然,当冲向尖端时,与浮线的耦合增加,阻尼通常增加,导致Q值下降。
14.由两个平面组成的腔的谐振频率相当于腔的两个开路端之间的半波长,即:
在典型的板级应用中,边长很容易达到10in谐振频率从300MHz开始。在此范围内,电源和地平面之间的去耦电容器通常有助于抑制谐振,这通常很难清楚地看到。
15.返回损失实际上是对包装吸收频谱的测量,类似于有机分子的红外吸收光谱,可以识别与特定原子相关的谐振模态。 不仅平面腔吸收能量,其他相邻接线也吸收能量。包装的谐振吸收通常限制最高的可用频率。包装设计的目标之一是将谐振推向更高的频率,或减少关键信号线与谐振模式的耦合。这可以通过以下方法来实现: (1)不要在不同返回平面之间切换信号; (2)在靠近每个信号的过孔处使用返回过孔抑制谐振; (3)用低电感去耦电容器抑制谐振; (4)保持包装体积小。
16.当相邻线的连接损耗很小且耦合时,影响插入损耗的主要机制是阻抗突变引起的反射。阻抗突变最常见的情况是传输线阻抗和端口50Ω阻抗不匹配。前端和末端的阻抗不匹配会产生一定的谐振,形成返回和插入损失的特殊模式。
(1)信号从端口1传输到传输线的反射系数rho1可表示为:
(2)反射回传输线的反射系数rho为:
(3)无论从第一个接口反射的相移是多少,从第二个接口反射的相移与其是相反的。沿着互连传播一个往返的相移为:
如果往返路径的相移很小,那么从相连前端反射回端口1的反射波几乎等于从端口2反射回并进入端口1的信号范围,而相位则相反。他们必须一起返回到端口1,这将被抵消,因此进入端口1的净反射信号为零。
17.(1)低频时,所有无损互连的返回损失往往从小反射或大负反射开始dB值。 (2)低频时,所有无损互连的插入损耗为0dB。
18.传输信号的往返相移会随着频率的增加而增加,直到达到周期的一半。此时,从前端接口反射回端口1的信号从末端接口反射回端口1的信号相同,这将是返回损失最大的。
传输线突变点之间的物理长度可以通过观察返回损耗或插入损耗波动的频率间隔来获得。Td约为:
19.实现透明互连的最佳方式是将互连阻抗匹配到50Ω,如果不能使用阻抗为50Ω,所以重要的设计标准是确保它尽可能短。