Рнс 10 8 Ориентированный граф иэмереню Параметры г

параметрон одной.

прибора

i н Произведение гг можно определить измерив параметры трех различных образцовых компонентов с точно извест ными коэффициентами отражений р„. Если М, (i \ 2 3) - три измеренных значения коэффициента отражения, соответствующие трем различным коэ<)фициентам отражения от образцовых компонентов Pi {[ 1,2,3), присоединенных к входу } то имеем

(10 12)

(10 14)

Дг=-г„„г„--Го, (10 13)

Уравнение (10 12) представляет собой три линейных уравнения от носительно Гпо и Дг. Решив эти уравнения, получим

Дг=- lM,(.,(Mr-Щ 1 МгР,(Мэ-М,)4 М[Мг-М,)\т

г - [Mi p.-. (М.~ Mj) -г Ml р, р, (Mj М,) +

Ч M3Pip,(M,-AIs)/iV (Ш.)5)

ni--"fPi(m2-M.)4 p-i{m3-M,)+p, (M,-Mj)/iV (10 16)

N ргРз(Л1а-э)Ч PsPi (m3--Alj) + p, p, (М,-М,) (10 17)

Произведение riroi может быть найдено из (10 13) (10.16) Выбор образцовых отражательных компонентов (р,) зависит от точ ности изготовления, типа линии передачи и ограничений при размеще НИИ их в измерительном устройстве ПО). Более предпочтительным является использование следующих образцовых компонентов: коротко-замыкат1ь (рн -~ - 1), разомкнутая линия (рн t), согласованная нагрузка (рн " 0)- С помощью мгласованкой нагрузки можно непосредственно измерить параметр гоо

Теперь, когда параметры г,, и г,о, /"oi определены искомый коэ<)фициент отражения может быть найден по измеренному значению коэ({х)нииента отражения р„ по формуле полученной из (10,11)

Иногда соединительные схемы описываются 2-параметрамн [81 В этом случае формулы соответствующие выражениям (10 12) и (10 18) принимают вид

1де Zm - сопротивление, измеренное на входе соединительного узла; 2„1 - сопротивление образцового компонента, используемого для оп ределення характеристик соединительного узла; - сопротивле ние испытуемого прибора. В этом случае, как и ранее для расчета зна чений 2,1 и произведения 2,2,, необходимы три значения 2„j

1023 ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ

Если четырехполюсник (двухвходовую схему) включить между вхо дами / и 2 измерительного блока, то ориентированный граф такой системы будет иметь вид, показанный на рис 10.9. Параметры г,,, Гц.

и г,г ДЛЯ входа 2 аналогичны параметрам Гро. "ю. г„ и Гщ для входа 1. Параметры г и гз в основном определяют конечную развязку внутренних переключателей; S,i, Sj,, S и Sjj - параметры рассеяния испытуемого прибора. Обозначения без круглых скобок соответствуют установке переключателя 5, на рис. 10,4 в положение а, а в круглых скобках - установке переключателя 5 в положение б при кото ром вход 2 подключается к источнику сигнала.

Как уже говорилось, погрешности некоторых параметров, а имен но Гоо, "и " oiio. могут быть найдены с помощью измерения отраже НИИ на входе L Параметры гза, г н эггз могут быть найдены аналогичными измерениями на входе 2. Для определения параметров Гзо, и произведений г,оГз1 и ггГ-. измеряется коэффициент передачи отрезка линии, установленного вместо испытуемого прибора

Если между двумя входами включить отрезок линии длиной / имеющий нулевые отражения с обоих концов и коэффициент передачи Г - е то ориентированный граф приведенный на рнс 10 9 уп-

109 Орнентнроваииын граф измерения параметров днухвяодовой

ростится, как показано на рис, 10.10, Измеренный коэффи циент передачи может быть пред ставлен в виде

121.

(10 19)

Рис ю 10 Ориентированный граф После определения погрешностей калибровки с отрезком линии Параметров г„ и путем изме

рения отражений следует дважды измерить коэффициент передачи (при различных длинах отрезков линий) для определения параметров и /".чг- Значение г., можно найти и другим способом измерениями при отсутствии соединителя между входами (т, е при Г 0). Затем можно определить нроизве дение г,оГаг по измерению отрезка линии

о Гз1

?- (IО 20)

е

1де Т-е Р. /Р - постоянная распространения отрезка линии

Погрешности параметров r,, и ггз могут быть определены с по мощью аналогичных измерении при установке переключателя в положение б. После измерения погрешностей вносимых неидеальным четырехполюсником измерительной установки.могут быть откорректированы параметры (>„,,, Г,, и Т, показанные на рис. 10.9, и с учетом найденных погрешностей получены параметры 5ц, Si, Si2 и Используя ориентированный граф представленный на

рис. 10 9 получаем

о , г„„ -t- 1 " -

(10 21) (10 22) (10 23) (10 24)

D. 1-5,, г,,--S.,.; ли - 5,, 5-:, Гп \ 5. г,, /- (10 2.5)

Полное решение для параметров рассеяния исследуемого прибора Приведено в 1111, а в 91 это решение распространено на случай, учиты вающий каналы утечки г,„ и г,,,,- Это решение имеет вид

Sn {G(\ + Н) - r,j EF) N, (10,26)

S,..E/Ny (10.27)

Sai-f/ZV, (10.28)

S{N (1 +Гп G)-r„ EF}/N,, (10 29)

iVi- (1+г„0)(1+ГйЯ) -ri,r,,5f, Я-=-(р,„а-з)/(.-.М

(10.30) (10.31) (10.32) (10 33) (10 34)

Некоторые разновидности рассмотренной процедуры калибровки приведены в (12, 13

102.4. ИЗ,ПЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ШЕС ГИПОЛЮСНИКОВ И МНОГОПОЛЮСНИКОВ

Для измерения параметров рассеяния шеетиполюсников или много полкэсников к измерительной системе подключаются два входа исследу емого устройства, а к остальным входам подключаются согласованные нагрузки. Типовая схема соединений приведена на рис. 10,11, Если к измерителю, показанному на рис. 10.4, присоединить входы тип измеряемого устройства, то, производя измерения, аналогичные изме рениям параметров четырехполюсников найдем четыре значения S-параметров (Sm„, S, S„„ и Smm)- Погрешности системы могут быть измерены и откорректированы тем же способом, что и при исследовании четырехполюсников. Этот метод дает точные результаты при не пользовании идеальных согласованных нагрузок, присоединенных к свободным входам, идеальных соединителей или переходников, не пользуемых при их подключении, и идеальных соединителей, подключенных к входам т и п. Обычно используются стандартные согласованные нагрузки но из-за неидеальности соединительных устройств, подключаемых к различным входам измеряемого устройства, необхо димо осуществлять коррекцию

Рис. 10 1 ройств

i соединении при измерении параметров м.

Рис- 10,12 Модель многополюсиого устройства с нендеальными телами

Рассмотрим рис. 10.12 Мэжно показать, что неидеальности переходников двух входов многополюсника, соединенных с измерительной системой, могут быть учтены вместе с неидеальностью системы, а неидеальности переходников других входов многополнзсиика должны учитываться отдельно Метод учета характеристик этих переходников рассматривается в подразд. 10.2.5 Иногда результат может быть получен путем использования характеристик многополюсника с пе реходниками, а влияние переход пиков может быть учтено методом десегментации, рассмотренным в гл. 8 для двумерных компонентов Основные уравнения для процесса десегментации получены в под разд. 11.3.2. Пример для шестиполюсной схемы приведен в разд. 11 3.2

10,2-5, ОПРЕДЕЛЬНИЬ ХАРАК 1 ЕРИСТИК СОЕДИНИТЕЛЕЙ

Как уже говорилось характеристики соединителей или соедини тельных переходников для различных входов необходимы в двух слу чаях: когда ие существует калибровочных стандартных компонентов на используемых линиях передачи и когда определяются характери стнкн многополюсников, в этом подразделе описывается метод определения 5-параметров соединителей. Для проведения измерений этим методом необходимы два идентичных соединителя. Пусть А есть линия передачи для которой имеются стандартные калибровочные компоненты, а £ - тип линии, используемой в схеме. Рассмотрим однородную линию передачи длиной / типа Б. Подключим с каждой стороны линии : соединители, осуществлякяцие переход к линии А, как показано иа рис. 10.13а Пусть 5„ Sj, 51 и Sj являются неизвестными 5-пара-метрами соединителей, причем индекс 1 относится к входу соединителя, подключенному к линии А, а индекс 2 - к входу, подключенному к линии Б Коэффициент отражения каждой из сторон схемы, показанной на рисунке 10.13а может быть найден из ориентированного графа показанного на рис. Ю 136

Sii 5ai e

(10 35)

I-Sbe-IP

Коэффициент передачи t между двумя входами рассматриваемой схе мы может быть записан в виде

(10 36)

"{кфициенты р и т измеряются измерителем. В первом приближении 1 г 1, и выражения (10-35) и (10 36) упрощаются:

I -5ti + S.SaaSj, е if (10,37)

. -S,.,S,,e ii. (10,38)

11 < нзведение SSi- может быть найдено непосредственно из (10 38):

s„53i-=tejp. (10.39)

11и.шестные параметры и Sj также могут быть определены изме н)[ием значений р и т для двух различных некратных значений / I io результатам измерений для двух длин линий рассчитывается среднее значение произведения SSi. Значения параметров 5,, и Sj получают используя (10.37).

5,,...-...

g 2j(i/, p~jipl

(10 40) (1041)

где Pi, (a - коэффициенты отражения для длин линии 1 и 1. соответ ственно. Уравнения (10,40) и (10.4!) могут использоваться, если " (4 - Л) Для большей точности длины 1ННИЙ должны отли-

чаться на четверть длины волны.

Несмотря на то что в описанном здесь методе измерения должны проводиться для двух длин ЛИНИЙ, фактически для определения харак* теристнк соединителей эти измерения проводятся для большого числа длин линий Используя метод обработки данных рассмотренный в разд. 10-3, можно получить искомые S-параметры соединителя

В Пб] рассмотрен другой метод измерения характеристик соедини телей Однако для этого метода требуются образцовые компоненты

5я 5гг

Рнс 10 13, Схема (i) и ориентированный граф для определения характеристик соечннителеЙ (б)

7 . 2169 193