S-Parameter(Part I)
变容二极管模型
Varactor SPICE Models for RF VCO ApplicationsAPN1004Varactor Equivalent Circuit Model DefinitionsA simplified equivalent circuit of varactor is shown in Figure 1.This varactor model is useful for RF VCO applications although it neglects some parasitic components often needed for higher frequency microwave applications, such as the distributed line package model and some capacitance due to ground proximity.For most RF VCO applications, to about 2.5 GHz, these parasiticcomponents would not be important unless higher harmonics generated by the varactor affects performance of the VCO.In this case, a more detailed equivalent circuit model is needed.The technique used should be based on the varactor model extraction procedure from S-parameter data.A SPICE model, defined for the Libra IV environment, is shown in Figure 2, with the description of the parameters employed.It neglects the package capacitance, C P , its typical 0.10 pF value is absorbed within the junction capacitance C V .Application NoteParallel CapacitanceFigure 1.Simplified Equivalent Circuit of VaractorFigure 2.Libra IV SPICE ModelParameterDescriptionUnit Default IS Saturation current (with N, determine the DC characteristics of the diode)A 1e-14R S Series resistanceΩ0N Emission coefficient (with IS, determines the DC characteristics of the diode)-1TT Transit timeS 0C JO Zero-bias junction capacitance (with V J and M define nonlinear junction capacitance of the diode)F 0V J Junction potential (with V J and M define nonlinear junction capacitance of the diode)V 1M Grading coefficient (with V J and M define nonlinear junction capacitance of the diode)-0.5E G Energy gap (with XTI, helps define the dependence of IS on temperature)EV 1.11XTI Saturation current temperature exponent (with E G , helps define the dependence of IS on temperature)-3KF Flicker noise coefficient -0AF Flicker noise exponent-1FC Forward-bias depletion capacitance coefficient -0.5B V Reverse breakdown voltageV Infinity I BV Current at reverse breakdown voltage A 1e-3ISR Recombination current parameter A 0NR Emission coefficient for ISR -2IKF High-injection knee current A Infinity NBV Reverse breakdown ideality factor -1IBVL Low-level reverse breakdown knee current A 0NBVL Low-level reverse breakdown ideality factor-1T NOM Nominal ambient temperature at which these model parameters were derived °C 27FFEFlicker noise frequency exponent-1Table 1.SPICE Model ParametersT able 1 describes the model parameters.It shows default values appropriate for silicon varactor diodes, which may be used by the Libra IV simulator unless others are specifically defined.The effect of the diode junction is ignored in this model.This simplification ignores the rectifying effect of diode during a positive voltage swing.However, for most RF VCO applications, the lowest practical DC control voltage value is 0.5 V and the magnitude of RF voltage rarely exceeds 0.2 V peak.Therefore, the varactor is maintained in its reverse bias state.However, in a large signal application where it is necessary to consider the diode’s rectifying properties, it may be done by entering the additional diode parameters in the SPICE model defined for the LIBRA IV environment.According to the SPICE model in T able 1, the varactor capacitance, C V , is a function of the applied reverse DC voltage, V R , and may be expressed as follows:C V =+ C P1 +C JOMV R V J()This equation is a mathematical simulation of the capacitance characteristic.The model is accurate for abrupt junction varactors (SMV1400 Series);for hyperabrupt junction varactors the model is less accurate but very reliable.The form is similar to the traditional varactor equation but uses values for V J , M and C P , that were extracted individually from measured C V (V R ) data for each varactor part number.Series resistance, R S , is a function of applied voltage and operating frequency and may be considered constant.The value used should be taken from the specified maximum value or derived from its Q specification.Series inductance, L S , is also considered constant at a value of 1.7 nH.This incorporates the 1.5 nH package inductance with some insertion inductance typical for PC boards in RF wireless applications.Table 2 gives values for Alpha’s plastic packaged varactors that may be used for SPICE model simulation equation.It may be employed for each varactor junction in the SOD-323 and SOT-23 package.It also gives calculated values for the capacitance ratio between 0.5–2.5 V for each diode that is a typical voltage range for battery operated wireless VCO circuits.Note:The values listed for V J, M and C P in the table were empirically determined and do not represent the precise physical or electronic properties of the semiconductor or the package.C JO V J C P R S L SPart Number(pF)(V)M(pF)(Ω)(nH)C0.5/C2.5 SMV112723.9 2.2100.5 1.7 1.68 SMV112927.5 2.8 1.100.4 1.7 1.73 SMV11398 1.20.6500.6 1.7 1.68 SMV114070.44 3.5 1.400.3 1.7 1.68 SMV11417.32 2.2100.7 1.7 1.66 SMV114213.38 2.2100.7 1.7 1.67 SMV114318.99 2.2100.65 1.7 1.67 SMV114424.01 2.2100.65 1.7 1.67 SMV114541.8 2.5 1.100.6 1.7 1.68 SMV114661.13 2.5 1.100.6 1.7 1.68 SMV114789.52 2.5 1.100.55 1.7 1.68 SMV1148104.7 2.25 1.100.5 1.7 1.7 SMV117513.433 1.150 1.0 1.7 1.68 SMV120626.114 1.450.30.7 1.7 1.69 SMV120759.4 6.5 2.320.4 1.7 1.73 SMV121272.4711067 4.50.45 1.7 2.82 SMV121328.9190105 2.20.8 1.7 2.53 SMV121422.74190106 1.50.7 1.7 2.60 SMV121514.36190115 1.1 1.0 1.7 2.73 SMV122325.1910045 2.5 1.5 1.7 2.10 SMV122425.1910045 2.5 1.5 1.7 2.10 SMV122517.4611047 1.6 1.8 1.7 2.05 SMV122752.465 1.800.55 1.7 1.75 SMV1228130.15 1.800.32 1.7 1.75 SMV1229271.725 1.800.25 1.7 1.75 SMV1232 4.2 1.70.90 1.5 1.7 1.87 SMV1233 4.12 1.70.90.7 1.2 1.7 1.71 SMV12348.75 2.3 1.1 1.20.8 1.7 1.82 SMV123516.138420.6 1.7 1.84 SMV123621.638 4.2 3.20.5 1.7 1.86 SMV123766.1610 5.390.13 1.7 2.05 SMV1245 6.9 3.5 1.70.472 1.7 1.82 SMV12479.221001000.552 1.7 2.15 SMV124821.541310.50 1.8 1.7 6.2 SMV12493917140 1.5 1.7 6.75 SMV12504717140 1.5 1.7 5.41 SMV12516017140 1.3 1.7 5.86Table 2.Plastic Packaged Varactor Values for SPICE Model Simulation EquationC JO V J C P R S L S Part Number (pF)(V)M (pF)(Ω)(nH)C0.5/C2.5SMV12537017140 1.2 1.7 5.88SMV125582171401 1.7 4.42SMV129913.73190110 1.1 2.5 1.7 2.61SMV1405 2.920.680.410.050.8 1.7 1.41SMV1408 3.70.80.430.130.6 1.7 1.5SMV1409 5.20.80.450.130.5 1.7 1.51SMV1410 5.540.80.450.130.45 1.7 1.52SMV14117.5750.80.450.130.40 1.7 1.52SMV14139.20.790.450.130.35 1.7 1.52SMV141411.20.780.460.130.3 1.7 1.54SMV141512.80.780.460.130.27 1.7 1.55SMV141616.040.840.480.130.24 1.7 1.54SMV141719.20.840.480.130.221.7 1.54SMV141921.40.870.540.130.2 1.7 1.61SMV142030.20.80.470.130.19 1.71.59SMV142136.10.80.470.130.18 1.7 1.57SMV1493290.630.4700.25 1.7 1.63SMV20227.0872.30.4 2.1 1.7 1.65SMV202325.792501102.41.31.72.09ExamplesFigure 3shows the SPICE model calculated capacitance Alpha abrupt junction varactor SMV1493-011 with measured capacitance values.Figure 4 shows the SPICE model calculated capacitance for Alpha hyperabrupt junction varactor SMV1235-011 with measured capacitance values.24681012Varactor VoltageC a p a c i t a n c e (p F )05101520Table 2.Plastic Packaged Varactor Values for SPICE Model Simulation Equation (Continued)Figure 4.SMV1235 7.575/(1-V V /0.8)^0.45专注于微波、射频、天线设计人才的培养易迪拓培训网址：A D S视 频 培 训 课 程 推 荐ADS–Advanced Design System是由原美国安捷伦科技（现更名为是德科技）推出的微波射频电路、通信系统和MMIC/RFIC仿真设计软件，其功能强大、应用广泛，被国内高校、科研院所和大型科技公司使用广为使用。
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a b a q u s结构分析单元类型(总5页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--;this wordfile adds the code folding function which is useful to ignore rows of numbers,enjoy~;updated in , based on the wordfile "abaqus_67ef()";Syntax file for abaqus keywords ,code folding enabled;add *ANISOTROPIC *ENRICHMENT *LOW -DISPLACEMENT HYPERELASTIC;newly add /C"ElementType";delete DISPLACEMENT;delete MASS in /C2"Keywords2"/L29"abaqus_612" Nocase File Extensions = inp des dat msg/Delimiters = ~!@$%^&()_-+=|\/{}[]:;"'<> ,.//Function String = "%[ ^t]++[ps][a-z]+ [a-z0-9]+ ^(*(*)^)*{$"/Function String 1 = "%[ ^t]++[ps][a-z]+ [a-z0-9]+ ^(*(*)^)[ ^t]++$" /Member String = "^([A-Za-z0-9_:.]+^)[ ^t*&]+$S[ ^t]++[(=);,]"/Variable String = "^([A-Za-z0-9_:.]+^)[ ^t*&]+$S[ ^t]++[(=);,]"/Open Fold Strings = "*" "**""***"/Close Fold Strings = "*" "**""***"/C1"Keywords1" STYLE_KEYWORD*ACOUSTIC *ADAPTIVE *AMPLITUDE *ANISOTROPIC *ANNEAL *AQUA *ASSEMBLY *ASYMMETRIC *AXIAL *BASE *BASELINE *BEAM*BIAXIAL *BLOCKAGE *BOND 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*HYPOELASTIC*HYSTERESIS *IMPEDANCE *IMPERFECTION *IMPORT *INCIDENT *INCLUDE*INCREMENTATION *INELASTIC *INERTIA*INITIAL *INSTANCE *INTEGRATED *INTERACTION *INTERFACE *ITS *JOINT*JOINTED *JOULE *KAPPA *KINEMATIC*LATENT *LOAD *LOADING *LOW *M1 *M2 *MAP *MASS *MATERIAL *MATRIX*MEMBRANE *MODAL *MODEL *MOHR *MOISTURE*MOLECULAR *MONITOR *MOTION *MPC *MULLINS *NCOPY *NFILL *NGEN *NMAP *NO *NODAL *NODE *NONSTRUCTURAL*NORMAL *NSET *ORIENTATION *ORNL *OUTPUT *PARAMETER *PART *PERIODIC *PERMEABILITY *PHYSICAL *PIEZOELECTRIC*PIPE *PLANAR *PLASTIC *POROUS *POST *POTENTIAL *PRE *PREPRINT*PRESSURE *PRESTRESS *PRINT *PSD *RADIATE*RADIATION *RANDOM *RATE *RATIOS *REBAR *REFLECTION *RELEASE*RESPONSE *RESTART *RETAINED *RIGID *ROTARY*SECTION *SELECT *SFILM *SFLOW *SHEAR *SHELL *SIMPEDANCE *SIMPLE*SLIDE *SLOAD *SOILS *SOLID *SOLUBILITY*SOLUTION *SOLVER *SORPTION *SPECIFIC *SPECTRUM *SPRING *SRADIATE*STATIC *STEADY *STEP *SUBMODEL*SUBSTRUCTURE *SURFACE *SWELLING *SYMMETRIC *SYSTEM *TEMPERATURE*TENSILE *TENSION *THERMAL *TIE *TIME*TORQUE *TRACER *TRANSFORM *TRANSPORT *TRANSVERSE *TRIAXIAL *TRS *UEL *UNDEX *UNIAXIAL *UNLOADING *USER*VARIABLE *VIEWFACTOR *VISCO *VISCOELASTIC *VISCOUS *VOID *VOLUMETRIC *WAVE *WIND-AXISYMMETRIC -DEFINITION -DISPLACEMENT -SIMULATION -SOIL -TENSION/C2"Keywords2"ACTIVATION ADDED AREA ASSEMBLE ASSEMBLY ASSIGNMENT AXIALBEHAVIOR BODY BULKCASE CAVITY CENTER CHAIN CHANGE CHARGE CLEARANCE COMPACTION COMPONENT COMPRESSION CONDITIONS CONDUCTANCECONDUCTIVITY CONSTANTS CONSTITUTIVE CONSTRAINT CONTACT CONTROL CONTROLS COPY CORRECTION COULOMB COUPLINGCRACKING CREEP CRITERIA CRITERION CYCLICDAMAGE DAMAGED DAMPING DATA DEFINED DEFINITION DELETE DENSITY DEPENDENCE DEPENDENT DERIVED DETECTIONDIFFUSION DIRECTORY DOFS DYNAMIC DYNAMICSEFFECT EIGENMODES ELASTIC ELASTICITY ELECTRICAL ELEMENT ELSET ENVELOPE EVOLUTION EXCHANGE EXCLUSIONSEXPANSIONFACTORS FAILURE FIELD FILE FLAW FLOW FLUID FLUX FOAM FORMAT FORMULATION FRACTION FREQUENCY FRICTIONGENERAL GENERATE GENERATION GRADIENTHARDENING HEAT HOLD HYPERELASTICINCLUSIONS INERTIA INFLATOR INITIATION INPUT INSTANCE INTEGRAL INTERACTION INTERFERENCE IRONLAYER LEAKOFF LENGTH LINE LINK LOAD LOCKM1 M2 MATERIAL MATRIX MEDIUM MESH METAL MIXTURE MODEL MODES MODULI MODULUS MOTIONNODAL NODE NSET NUCLEATIONORIGIN OUTPUTPAIR PARAMETER PART PARTICLE PATH PENETRATION PLASTIC PLASTICITY POINT POINTS POTENTIAL PRAGER PRINTPROPERTYRADIATION RATE RATIOS REDUCTION REFERENCE REFLECTION REGION RELIEF RESPONSE RESULTS RETENTIONSECTION SCALING SHAPE SHEAR SOLID SOLUTION SPECTRUM STABILIZATION STATE STEP STIFFENING STIFFNESS STOPSTRAIN STRESS SURFACE SWELLING SYMMETRYTABLE TECHNIQUE TEMPERATURE TENSION TEST THERMAL THICKNESS TO TORQUE TRANSFER TRANSPORTVALUE VARIABLES VARIATION VELOCITY VIEWFACTOR VISCOSITYWAVE WEIGHT/C3"ElementType" STYLE_ELEMENTAC1D2 AC1D3 AC2D3 AC2D4 AC2D4R AC2D6 AC2D8 AC3D4 AC3D6 AC3D8 AC3D8R AC3D10 AC3D15 AC3D20 ACAX3 ACAX4ACAX4R ACAX6 ACAX8 ACIN2D2 ACIN2D3 ACIN3D3 ACIN3D4 ACIN3D6 ACIN3D8 ACINAX2 ACINAX3 ASI1 ASI2 ASI2AASI2D2 ASI2D3 ASI3 ASI3A ASI3D3 ASI3D4 ASI3D6 ASI3D8 ASI4 ASI8 ASIAX2 ASIAX3B21 B21H B22 B22H B23 B23H B31 B31H B31OS B31OSH B32 B32H B32OSB32OSH B33 B33HC3D4 C3D4E C3D4H C3D4P C3D4T C3D6 C3D6E C3D6H C3D6P C3D6T C3D8 C3D8E C3D8H C3D8HT C3D8I C3D8IH C3D8PC3D8PH C3D8PHT C3D8PT C3D8R C3D8RH C3D8RHT C3D8RP C3D8RPH C3D8RPHTC3D8RPT C3D8RT C3D8T C3D10 C3D10EC3D10H C3D10I C3D10M C3D10MH C3D10MHT C3D10MP C3D10MPH C3D10MPTC3D10MT C3D15 C3D15E C3D15H C3D15VC3D15VH C3D20 C3D20E C3D20H C3D20HT C3D20P C3D20PH C3D20R C3D20REC3D20RH C3D20RHT C3D20RP C3D20RPHC3D20RT C3D20T C3D27 C3D27H C3D27R C3D27RH CAX3 CAX3E CAX3H CAX3T CAX4 CAX4E CAX4H CAX4HT CAX4ICAX4IH CAX4P CAX4PH CAX4PT CAX4R CAX4RH CAX4RHT CAX4RP CAX4RPHCAX4RPHT CAX4RPT CAX4RT CAX4T CAX6CAX6E CAX6H CAX6M CAX6MH CAX6MHT CAX6MP CAX6MPH CAX6MT CAX8 CAX8E CAX8H CAX8HT CAX8P CAX8PH CAX8RCAX8RE CAX8RH CAX8RHT CAX8RP CAX8RPH CAX8RT CAX8T CAXA4HN CAXA4N CAXA4RHN CAXA4RN CAXA8HN CAXA8NCAXA8PN CAXA8RHN CAXA8RN CAXA8RPN CCL12 CCL12H CCL18 CCL18H CCL24 CCL24H CCL24R CCL24RH CCL9 CCL9HCGAX3 CGAX3H CGAX3HT CGAX3T CGAX4 CGAX4H CGAX4HT CGAX4R CGAX4RH CGAX4RHT CGAX4RT CGAX4T CGAX6 CGAX6HCGAX6M CGAX6MH CGAX6MHT CGAX6MT CGAX8 CGAX8H CGAX8HT CGAX8R CGAX8RH CGAX8RHT CGAX8RT CGAX8T CIN3D12RCIN3D18R CIN3D8 CINAX4 CINAX5R CINPE4 CINPE5R CINPS4 CINPS5R COH2D4 COH2D4P COH3D6 COH3D6P COH3D8COH3D8P COHAX4 COHAX4P CONN2D2 CONN3D2 CPE3 CPE3E CPE3H CPE3T CPE4 CPE4E CPE4H CPE4HT CPE4I CPE4IHCPE4P CPE4PH CPE4R CPE4RH CPE4RHT CPE4RP CPE4RPH CPE4RT CPE4T CPE6 CPE6E CPE6H CPE6M CPE6MH CPE6MHTCPE6MP CPE6MPH CPE6MT CPE8 CPE8E CPE8H CPE8HT CPE8P CPE8PH CPE8RCPE8RE CPE8RH CPE8RHT CPE8RPCPE8RPH CPE8RT CPE8T CPEG3 CPEG3H CPEG3HT CPEG3T CPEG4 CPEG4H CPEG4HT CPEG4I CPEG4IH CPEG4R CPEG4RHCPEG4RHT CPEG4RT CPEG4T CPEG6 CPEG6H CPEG6M CPEG6MH CPEG6MHT CPEG6MT CPEG8 CPEG8H CPEG8HT CPEG8RCPEG8RH CPEG8RHT CPEG8T CPS3 CPS3E CPS3T CPS4 CPS4E CPS4I CPS4RCPS4RT CPS4T CPS6 CPS6E CPS6M CPS6MTCPS8 CPS8E CPS8R CPS8RE CPS8RT CPS8TDASHPOT1 DASHPOT2 DASHPOTA DC1D2 DC1D2E DC1D3 DC1D3E DC2D3 DC2D3EDC2D4 DC2D4E DC2D6 DC2D6E DC2D8DC2D8E DC3D10 DC3D10E DC3D15 DC3D15E DC3D20 DC3D20E DC3D4 DC3D4EDC3D6 DC3D6E DC3D8 DC3D8E DCAX3DCAX3E DCAX4 DCAX4E DCAX6 DCAX6E DCAX8 DCAX8E DCC1D2 DCC1D2D DCC2D4 DCC2D4D DCC3D8 DCC3D8D DCCAX2DCCAX2D DCCAX4 DCCAX4D DCOUP2D DCOUP3D DGAP DRAG2D DRAG3D DS3 DS4 DS6 DS8 DSAX1 DSAX2EC3D8R EC3D8RT ELBOW31 ELBOW31B ELBOW31C ELBOW32 EMC2D3 EMC2D4 EMC3D4 EMC3D8F2D2 F3D3 F3D4 FAX2 FLINK FRAME2D FRAME3D FC3D4 FC3D6 FC3D8GAPCYL GAPSPHER GAPUNI GAPUNIT GK2D2 GK2D2N GK3D12M GK3D12MN GK3D18 GK3D18N GK3D2 GK3D2N GK3D4LGK3D4LN GK3D6 GK3D6L GK3D6LN GK3D6N GK3D8 GK3D8N GKAX2 GKAX2N GKAX4 GKAX4N GKAX6 GKAX6N GKPE4 GKPE6GKPS4 GKPS4N GKPS6 GKPS6NHEATCAPIRS21A IRS22A ISL21A ISL22A ITSCYL ITSUNI ITT21 ITT31JOINT2D JOINT3D JOINTCLS3S LS6MASS M3D3 M3D4 M3D4R M3D6 M3D8 M3D8R M3D9 M3D9R MAX1 MAX2 MCL6 MCL9 MGAX1 MGAX2PC3D PIPE21 PIPE21H PIPE22 PIPE22H PIPE31 PIPE31H PIPE32 PIPE32HPSI24 PSI26 PSI34 PSI36Q3D4 Q3D6 Q3D8 Q3D8H Q3D8R Q3D8RH Q3D10M Q3D10MH Q3D20 Q3D20H Q3D20R Q3D20RHR2D2 R3D3 R3D4 RAX2 RB2D2 RB3D2 ROTARYIS3 S3T S3R S3RS S3RT S4 S4T S4R S4RT S4R5 S4RS S4RSW S8R S8R5 S8RT S9R5 SAX1 SAX2 SAX2T SAXA1NSAXA2N SC6R SC6RT SC8R SC8RT SFM3D3 SFM3D4 SFM3D4R SFM3D6 SFM3D8 SFM3D8R SFMAX1 SFMAX2 SFMCL6 SFMCL9SFMGAX1 SFMGAX2 SPRING1 SPRING2 SPRINGA STRI3 STRI65T2D2 T2D2E T2D2H T2D2T T2D3 T2D3E T2D3H T2D3T T3D2 T3D2E T3D2H T3D2T T3D3 T3D3E T3D3H T3D3TWARP2D3 WARP2D4。
S参数 s-parameter s-parameters
8
S-parameters
I have seen S-parameters described as S11, S21, etc. Can you explain?
First lets look at S11. S11 refers to the signal reflected at Port 1 for the signal incident at Port 1.
(This is why they are sometimes referred to as complex scattering parameters).
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S-parameters
These four S-parameters actually contain eight separate numbers: the real and imaginary parts (or the modulus and the phase angle) of each of the four complex scattering parameters.
S-parameters
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S-parameters
S-parameters are complex (i.e. they have magnitude and angle) because both the magnitude and phase of the input signal are changed by the network.
S21? Surely that should be S12?? S21 is correct! S-parameter convention always refers to the responding port first!
一篇文章了解S参数
一篇文章了解S参数在EDA仿真结果中，S参数是一个经常被提及的结果，关于S参数详细内容，其实不管是网上还是教科书都有较规范的介绍，但是大多数并不适用没有EDA背景的读者。
本文就S参数的相关应用背景，具体内容做一下介绍，主要针对没有任何EDA行业背景的朋友，EDA工程师可忽略。
S意为Scatter/Scattering，字面意思为散射。
S参数也就是散射参数。
1.S参数计算方法2.差分线和多端口3.S参数文件1.S参数计算方法：一般书上用电压，电流来描述信号，为了方便理解，这里用能量来描述。
如下图微带线，假设有100单位能量进入端口1，然后从端口2出来。
在传输过程中种种原因，能量并不能全部到达端口2，部分会反射。
情形1：假设有5单位能量反射。
则S参数计算如下：S11 = 5/100=0.05S12 = 95/100 = 0.95S11表示反射比例，学名回波损耗(Return Loss)，简写RLS12表示传送到比例，学名插入损耗(Insertion Loss)，简写IL对于对称网络： S11=S22S22 = 5/100 = 0.05S21 = 95/100 = 0.95情形2：如果反射值为0.01，则S11=0.01/100=0.0001S12-99.99/100=0.9999因为这种计算数据跨度较大，通常习惯取20*log10(S11)，其中log10表示取以10为底的对数，也就是log10(10)=1，单位dB 上述情形1：S11=20*log10(0.05)=-26.021dBS12=20*log10(0.95)=-0.4455dB上述情形2：S11=20*log10(0.0001)=-80dBS12=20*log10(0.9999)=-8.68e-3dB几组dB值对应百分比S11（dB）S11-26 95%-13 80%-10 70%-6 50%-40 99%至此计算出的是一个频点的S参数值。
S-Parameter(Part_II)
SPARQ系列述评之五——关于S参数(下)时间：2010-11-23 来源：美国力科公司中国区作者：汪进进关键字：SPARQ S参数三, 直接用于仿真的S参数的特性不是任何S参数文件都可以直接用于仿真软件。
SPARQ区别于VNA的一点是,SPARQ 测量出来的S参数可以直接用于仿真软件。
我们知道，可直接用于仿真软件的S参数需要具备以下特点：1，遵循三大S参数特性原则:无源性（Passivity），互易性（Passivity），因果性（Causality）。
VNA产生的S参数由于不遵循这三个特性的原则,需要另外的软件来做这三个原则的检查验证之后才能用于仿真。
2，有DC点。
VNA产生的S参数不带有DC点,需要另外的方法测量出DC时的S参数值。
3，对于差分信号系统,需要混合模式S参数。
VNA不能直接产生混合模式S参数。
4，S参数以touchstone文件格式保存。
作为世界上第一台信号完整性网络分析仪SPARQ产生的S参数具备以上这些特点，可以“拿来就用”，直接用于仿真。
·无源性（Passivity）对于一个无损网络，S矩阵是一个单位矩阵，因此，对于二端口网络存在下面的关系式：由于没有损耗，所有散射的总量应是100%。
当S21（S11）大的时候，S11（S21）就会小一些，这从前面的S参数曲线可以看出来。
对于无源的二端口网络，因此，一个无源器件的S参数不会大于1（0dB）。
VNA测量的S参数结果如果没有经过软件进行无源性验证，其S参数值会出现出现大于0dB的情形，不能直接用于仿真软件。
表示为功率散射比，这个值越小,说明损耗越大。
·互易性（Passivity）如果一个器件是可交换方向使用，而不是单相的如隔离器、环行器，S矩针是对称的，因此，Sij=Sji。
·因果性（Causality）所谓因果性就是先有激励才有输出。
对于无源系统S参数，由于信号的传输一定会产生一定的延时，因此无源系统的S参数应该是符合因果性原理的，但实际测得的S参数往往会由于种种原因产生一定的非因果性。
X parameter
b1 S11a1 S12a2 b2 S21a1 S22a2
b1 S11 b S 2 21 S12 a1 S 22 a2
x (t )
y (t )
Hot S22(|a1|)
This is often why people are asking for Hot S22 because the match is changing versus input drive power and frequency (Nonlinear phenomena). Hot S22 traditionally measured at a frequency slightly offset from the large input drive signal.
Perform 3 independent experiments with fixed A11 using orthogonal phases of a21
x (t )
y (t )
a1 b1
0 00
e1 e1
10 11
a1 e1 b1
1
S 21 S 11 S 22 S 12
b2
1 11
e2 e2 e2
01 00
b2 e2
0
0
e1
01
1
a2
1
10
a2
0
b1 S11a1 S12 a2 b2 S21a1 S22 a2
b1 S11 b S 2 21 S12 a1 S 22 a2
16
X-Parameter Experiment Design & Identification
quartus学习笔记
注释无法直接打出中文，用文本编辑器打出后复制到注释处Quartus起名要求总共涉及到的名字有工程名，模块名，具体描述模块的Verilog文件名，原理图文件名。
工程名为A，那么最终需要编译的文件的名字必须和工程名相同。
只能将最终需要编译的原理图命名为A（可能一个工程下不只一个原理图，要将最后仿真需要的总原理图命名为A），而模块名一定不能为A。
在Verilog程序中描述模块时，可以给模块起名为B，程序完成后不需要编译，直接create symbol，在一个Verilog程序中可以定义多个模块，名字均不同，并且可以在一个模块中使用其他的模块，在create symbol时程序中有几个模块就会相应产生几个器件。
这个Verilog程序文件（.v文件）的名字可以为A或不为A。
总之：工程名为A，最终要编译的总原理图名一定要为A，原理图中使用的各模块名一定不能为A，定义这些模块的Verilog文件名可以为A或不为A。
建立相应的文件block diagram/schematic file 建立原理图、表模块文件vector waveform file 建立矢量波形文件,保存后仿真，分为功能仿真与时序仿真,功能仿真忽略了延时，时序仿真加上了延时方法：assignments-----settings,在simulation mode 中选择functional是功能仿真，timeing是时序仿真设置完成后，要生成功能仿真网络表processing--generatefunctional simulation netlist再点击按钮进行仿真规划引脚分布：assignments—pin planner(必须要选定器件才能规划引脚)触发器D：Q*=DJK:Q*=JQ’+K’QT:Q*=T’Q+TQ’SR:Q*=S+R’Q混合编辑自底向上：建立工程，建立2个（或以上）所需的VerilogHDL文件，并输入代码保存。
创建图元：file----creat/update----creat symbol files for current file,生成.bsf格式的图元文件。
友声收银系列电子秤使用说明书
是整机保修一年收银系列使用说明书适用型号TM-30A /TM-15A / TM-6AJB-30A / JB-15A / JB-6A2009年7月Version2.30A上海友声衡器有限公司 & 上海精函衡器有限公司沪制00000033号沪制00000319号地址：上海市闵行区莘庄工业区春光路99弄58号邮编：201108厂址：上海市崇明县庙镇经济开发区宏海公路349号邮编：202165 公司总机：（021）54831805/6/7/8 技术部总机：（021）54831858传真：（021）54831803 主页：指定代理与售后服务电话：联系人：感谢您使用上海精函有限公司的产品！在您开始使用本产品前，请务必仔细阅读《前言》中的内容，并严格遵守这些事项！1.1注意事项➢确保电源插头和电源线连接正常，使用三芯电源线进行连接，如果使用了拖线板，则拖线板的插口也要是三芯的，确保三芯的地线妥善的与建筑大地连接，以避免漏电的情况。
➢切勿用沾湿的手插拔电源插头，这样可能导致触电。
➢严禁将身体重力压在秤盘上，以免损坏称重传感器。
➢严禁撞击重压，或用重物冲击秤盘，以免损坏称重传感器，同时勿超过其最大称量范围。
➢严禁淋雨或用水冲洗；如不慎沾水，请用干布擦试干净；若秤体工作异常，请尽速送到经销商处，我们将竭诚为您服务。
➢严禁将条码秤置于极低温、高温或潮湿的场所，这样可能导致秤体工作异常甚至损坏。
➢严禁用有机化学溶剂擦拭外壳和面板。
➢严禁私自打开秤体，也不要让非专业的维修人员修理本秤。
➢严禁将手从打印机旋出位置伸入，该行为可能造成220V触电。
➢在有本公司专业维修人员指导下打开秤体时，请务必提前拔出220V的交流供电。
➢不要试图拆卸秤体内的开关电源，高压电容需要非常长时间才能完全放电，未放电的情况下拆卸可能导致触电。
➢建议使用本厂出售的热敏纸，本秤体对本厂出售的热敏纸进行过长时间的测试与优化，可以较好的保证头片的使用寿命。
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SPARQ系列述评之三——关于S参数(上)汪进进 编写Frankie.Wang@美国力科公司无源网络如电阻，电感，电容，连接器，电缆，PCB线等在高频下会呈现射频、微波方面的特性。
S参数是表征无源网络特性的一种模型，在仿真中即用S参数来代表无源网络，因此，S参数在射频、微波和信号完整性领域的应用都很广泛。
本文将分上、下两篇分别从S参数的定义，S参数的表达方式，S参数的特性，混合模式S参数，S参数测量等多个方面介绍S参数的一些基本知识。
一， S参数的定义我喜欢找到一句话来概括一个术语。
譬如有人问我什么是带宽，我第一句话会说，带宽就是示波器前端放大器的幅频特性曲线的截止频率点，然后再具体化这句话里面的一些关键词的含义。
遇到内行人士，说了这句话就不用再啰嗦了。
那么该如何用一句话来回答什么是S参数呢？ 我在网上搜索到很多关于S参数的文章，现摘录几段关于S参数的定义。
在维基百科上，关于S参数的定义是：Scattering parameters orS-parameters (the elements of a scattering matrix or S-matrix) describethe electrical behaviors of linear electrical networks when undergoing various steady state stimuli by electrical signals. The parameters are useful for electrical engineering, electronics engineering, and communication systems design. 翻译成中文：散射参数或者说S参数描述了线性电气网络在变化的稳态电信号激励时的电气行为。
该参数对于电气工程，电子工程和通信系统的研发是很有用的。
（ 抱歉，英语水平太差，翻译得很别扭。
）这个定义似乎不够好！ 在一篇文章中的定义是：The S-parameter (Scattering parameter) expresses device characteristics using the degree of scattering when an AC signal is considered as a wave. The word “scattering” is a general term that refers to refl ection back to the source and transmission to other directions. 中文含义是：“S参数是利用器件在受到带有“波”特点的AC信号激励下的散射程度来表达器件的特征。
”这个定义比较简洁，但可能翻译得不准确。
我想了半天，不知道是将Wave翻译“微波”好，还是“波”好。
作者试图表达S参数主要是用于描述在高频信号下的特性，但很不直截了当。
另外一篇文章中的定义更是简洁明了： Scattering parameters or S-parameters are commonly used to describe an n-port network operating at high frequencies like RF and microwave frequencies. 中文含义是：“S参数通常用来描述工作在类似于RF和微波频率的高频下的n端口网络。
” 在力科的一篇应用文档中，我们对S参数的表达是：“Scattering” or ‘s’ parameters are a measure of reflected power and transmitted power in a network as a function of frequency. The “Network” could be a coax cable, passive antenna, active amplifier, microwave filter, etc. S-parameters have magnitude and phase Typically, magnitude is measured in dB, phase is measured in degrees. 中文含义是：。
这里的“传输网络”是可能同轴电缆，无源衰减器，有源功放，微波滤波器等。
S参数有幅值的S参数和相位的S参数。
一般地说，幅值测量是以dB表示，相位是以角度表示。
” 这个表达是从测量角度来说的，似乎不能作为一种术语的定义。
我个人觉得比较糟糕的一个定义是在堪称经典的国外教材上，叫《射频电路设计——理论与应用》（电子工业出版设，Reinhold Ludwig和Pavel Bretchko著）。
在其第111页的描述是：“简单地说，S参量表达的是电压波，它使我们可以用入射电压波和反射电压的方式定义网络的输入、输出关系。
根据图示，可以定义为归一化入射波电压an和归一化反射电压波bn。
” 这个教材有英文版在国内出版，我没查英文是怎么表达的，但这个翻译过来的中文定义确是很难懂。
但上面几种表达综合在一起，应是给了我们一个关于什么是S参数的概念。
在物理意义上到底该如何理解S参数的本质呢？ 我们打一个比方：假设流速极快的水流过了两个连接在一起但直径不一样的水管，在这两个水管的交界处会产生什么现象？ 一部分水会从一个水管流到另外一个水管，还有一部分水会反射回来，但如果水的流速很慢，所有的水都会从一个水管全部流到另外一个水管，没有水反射回来的。
我们很容易理解这个现象。
那么，我们将水管换成电阻，电阻两端连接的是导线，当电信号从导线流经电阻时会发生什么现象？ 答案是：当电信号的速率很低或直流信号时，所有的电信号能量除了转换为热能消耗掉，其余的都会流出电阻。
输入电流等于输出电流。
也就是说可以应用我们在大学里学习到的基尔霍夫电压和电流定律。
但如果电信号的速率很高，“电阻”就不是我们过去意义上理解的电阻了，电阻会表现出射频特性。
流过电阻的电信号一部分会被反射回来，而且反射回来信号的相位不一定是和入射的信号完全反相，是一个矢量。
当我们将电阻作为一个“黑箱子”，来描述电阻的特征时，该怎么描述？ S参数即是一种描述电阻在表现为射频特性的高频信号激励下的电气行为的工具，而且它的描述的方法是以电阻对入射信号作出“反应”即“散射”后，从电阻“外部”“散射”出的可测量的物理量来实现的，测量到的物理量的大小反应出不同特性的电阻会对相同的输入信号“散射”的程度不一样，这种不一样的散射程度就可以用来描述电阻的特性，而且这种表达方法已成为作为一种非常有用的电气模型。
这些物理量被称为入射电压，反射电压，传输电压，等等。
不只是电阻会表现这种特性，很多无源器件如电缆，连接器，PCB 走线等传输介质都会表现出这种特性，因此都可以用S参数来表征。
图一表示了S 参数的基本概念。
图一 S参数的概念二，S参数的表达方式S参数的表达方式多种多样。
在数学表达上是一个矩阵形式，矩阵中的每个数值代表了一定的物理意义。
在图形表达上，则是一个横轴表示频率，纵轴表示散射程度的曲线。
在仿真中，S参数就是代表了器件特性的一种模型，这个模型在仿真应用中的“输入”是一个叫touchstone格式的文件。
· S参数矩阵S参数矩阵如图二所示。
对传输网络的输入输出端口都要编上数字，数字次序不一样代表的物理含义不一样。
如Sij表示为入射端口为j，检测端口为i。
记住这个次序就不会混淆矩阵中每个符号的含义。
反射表示为i=j，传输表示为i ≠j，因此，对于一个n端口的网络，就有n的平方个参数值，将这些数值列在一起就组成了S参数矩阵。
图二 S参数矩阵S参数是两个物理量的比值，因此严格讲是没有单位的，但通常当表示幅值的S参数时，一般按对数的算法，最终用dB来表示，表一是dB和衰减比值之间的关系。
表一 S参数的幅值单位 我们先用二端口网络来了解S参数矩阵中的数值在理论上如何得到的。
图三为测量二端口网络前向S参数时的微波功率传输示意图。
入射能量（a1）输入到端口1，有一部分能量（b1）被反射回来，另外一部分能量（b2）输出到端口2。
S参数只能在输入、输出端口完全匹配的条件下才能确定。
测量“前向”S参数时，在输入端施加激励信号，在输出端接匹配电阻。
图三 二端口网络前向S参数测量示意图S11=b1/a1=反射功率/入射功率。
S11表示在输出端端接匹配情况下的输入端反射系数，通常被称为回波损耗（return loss）。
S21=b2/a1=输出功率/输入功率。
S21表示在输出端端接匹配情况下的前向传输增益（系数），通常被称为插入损耗(inset loss)。
测量“反向”S参数时，在输出端施加激励信号，在输入端接匹配电阻，如图四所示。
图四 二端口网络反向S参数测量示意图S22=b2/a2=反射功率/入射功率。
S22表示在输入端端接匹配情况下的输出端反射系数。
S12=b1/a2=输出功率/输入功率。
S12表示在输入端端接匹配情况下的反向传输增益（系数）。
刚开始记这些参数时可能有些容易混淆。
正向和反向是相对表达上的方便而言的，无源器件一般来说正向和反向的一致的结果。
其实，我们牢记住S21表示b2/a1就可以了，其它的就可以类推了。
相同的后缀S11,S22表示反射，非常容易记住。
我们可以用下面的两个关系式来完整地描述二端口网络的输入，输出和S参数的关系。
用图形描述这些关系式如图五所示。
图五 二端口网络S参数关系式单端四端口或更多端口网络的S参数和二端口网络的测量方法类似。
在某一端施加激励信号，其它所有端口端接匹配电阻。
得到的S参数矩阵如图六所示。
⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡44434241243332312423222114131211S S S S S S S S S S S S S S S S 图六 四端口网络S参数矩阵四端口网络S参数中，S11，S22，S33，S44分别表示各端口的回波损耗/反射系数。
S21，S12，S34，S43表示插入损耗/传输增益。
S13，S31，S24，S42表示近端串扰（near end crosstalk）。
S14，S41，S23，S32表示远端串扰（far end crosstalk）。
图七表示了串扰的物理意义。
近端串扰表示在某端口施加激励，在相近的一端的另外一个端口耦合到的信号。
远端串扰的含义就是在较远的一端耦合到的信号。
示波器指标中有一项通道隔离度其实就是串扰的一种表现。
图七 串扰的含义· S参数图S参数图可以更加直观地理解S参数的物理意义。