1 Prof.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

2 Macierz rozproszenia prof. dr hab. Janusz A. DobrowolskiPolitechnika Warszawska Instytut Systemów Elektronicznych ul. Nowowiejska 15/19, Warszawa tel: (48-22) fax: (48-22) Prof.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

3 N – wrotnik z falami padającymi i odbitymi we wrotach1 2 i n Płaszczyzny odniesienia Prof.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

4 Fale napięciowe i fale prądowe w linii długiej – i-te wrotaUi(z) Ui(+)(z) Ui(-)(z) Ii(+)(z) Ii(-)(z) Ii(z) Prof.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

5 „Zespolone fale” - fala padająca i fala odbitaZespolone napięcie fali napięciowej i zespolony prąd fali prądowej, fali padającej, określone w płaszczyźnie odniesienia z, Zespolone napięcie fali napięciowej i zespolony prąd fali prądowej, fali obitej, określone w płaszczyźnie odniesienia z, Z0i – impedancja charakterystyczna linii, impedancja odniesienia i-tych wrót obwodu Prof.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

6 Napięcie i prąd zaciskowy i-tych wrót obwodu w zależności od fali padającej ai i odbitej bi w tych wrotach gdzie: to impedancja odniesienia wrót , równa impedancji charakterystyczne linii transmisyjnej tworzącej i-te wrota Prof.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

7 Interpretacja fizyczna fal padających i odbitychPłaszczyzna odniesienia i-te wrota ai bi N-wrotnik Prof.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

8 Interpretacja fizyczna fal padających i odbitychMoc fali padającej w i-tych wrotach Moc fali odbitej w i-tych wrotach Prof.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

9 Współczynnik odbicia fal w i-tych wrotachWspółczynnik odbicia fal ai i bi to napięciowy współczynnik odbicia w i -tych wrotach I Dla jednowrotnika: a ZL U b gdzie: Prof.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

10 Współczynnik odbicia jednowrotnika c.d.Gdy ZL = Z0 , tzn. gdy impedancja obciążenia jest równa Impedancje charakterystycznej linii ZL = Z0 – impedancja dopasowania Prof.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

11 Macierz rozproszenia wielowrotnikab = S a a - wektor fal padających we wszystkich wrotach obwodu, b – wektor fal odbitych we wszystkich wrotach S – macierz rozproszenia obwodu. Prof.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

12 Wielowrotnik pobudzany w i-tych wrotach i obciążony we wszystkich wrotach impedancjami równymi ich impedancjom odniesienia = Z01 = Z0j = Z0n Prof.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

13 Sii współczynnik odbicia fal w i-tych wrotach obwodu to napięciowy współczynniki odbicia wrót i -tych, gdy wszystkie pozostałe wrota są obciążone dopasowanymi obciążeniami (ZLi = Zi). współczynnik odbicia mocy w i-tych wrotach obwodu obciążonego we wszystkich wrotach dopasowanymi obciążeniami, a więc stosunkiem mocy odbitej od tych wrót do dysponowanej mocy generatora o impedancji wewnętrznej równej impedancji odniesienia Zi tych wrót. Prof.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

14 Sji współczynnik transmisji zespolonych fal między wrotami i jako wejściem, oraz wrotami j jako wyjściem w obwodzie, w którym wszystkie wrota są obciążone dopasowanymi impedancjami (ZLi = Zi). Skuteczne wzmocnienie mocy między wrotami i oraz wrotami j, które, podobnie jak wszystkie pozostałe wrota obwodu zamknięte są dopasowanymi obciążeniami. Prof.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

15 Dwuwrotnik ! ! Prof.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

16 z wyjścia na wejście przy ZS = Z01przy ZL= Z02 Współczynnik transmisji fali z wejścia na wyjście, przy ZL = Z02 z wyjścia na wejście przy ZS = Z01 przy ZS = Z01 Prof.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

17 Prof.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

18 Dysponowane wzmocnienie mocy:Prof.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

19 Właściwości macierzy rozproszeniaObwód odwracalny: Z = ZT S = ST Prof.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

20 Właściwości macierzy rozproszenia c.d.Obwód bezstratny: a+a – b+b = 0 a+ (I – S+S) a = 0 S+ S = I S – macierz unitarna I – macierz jednostkowa I Prof.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

21 Reprezentacja obwodowa generatora sygnałuProf.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

22 Reprezentacja obwodowa obciążeniaProf.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

23 Dwuwrotnik sterowany we wrotach wejściowych i obciążony we wrotach wyjściowychProf.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

24 Moc czynna wydzielająca się w obciążeniu:Dysponowana moc źródła sygnału: Skuteczne wzmocnienie mocy: Prof.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

25 Współczynnik odbicia wrót wejściowych:Współczynnik odbicia wrót wyjściowych: Prof.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

26 Pomiar parametrów S za pomocą linii pomiarowejProf.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

27 a) = 0, dopasowanie b) = - 1, zwarcie c) = 1, rozwarcie !!!Możliwość pomiaru : S11, S22 i S12S21 Prof.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

28 Skalarny analizator obwodówPomiar │b1│∕│a1│ oraz │b2│∕│a1│(ilorazy modułów) Prof.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

29 Skalarny analizator obwodów c.d.Pomiar, tylko !!!, modułów parametrów rozproszenia przyrządów mierzonych !!! Prof.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

30 Wektorowy analizator obwodówPPP Źródło sygnału Monitor procesora Filtr Prof.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

31 System do pomiaru parametrów rozproszenia układów scalonych w trybie „na płytce” (on wafer)WAO Stacja pomiarowa Zasilacz Prof.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

32 Blok wcz wektorowego analizatora obwodówProf.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

33 Wektorowy analizator obwodówPomiar modułów i faz !!! parametrów rozproszenia Prof.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

34 Detektor synchroniczny – pomiar przesunięcia fazy dwóch sygnałówT cos( ωt+Φ) ωt + Prof.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

35 Mieszanie sygnałów to mnożenie w dziedzinie czasu dwóch sygnałów !Na wyjściu filtru dolnoprzepustowego: Faza Φ = arctg (Y/X) Prof.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

36 Graf przepływu sygnału błędów systematycznych WAOProf.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

37 Sześciowrotnik pomiarowyProf.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

38 ГX = a2/b2 Mierzone moce sygnałów na wyjściach wielowrotnikaMierzony współczynnik odbicia ! Prof.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

39 Sześciowrotnik C = 0 : Równania okręgów:Prof.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

40 Graficzna interpretacja równań 6-cio wrotnika pomiarowegoProf.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

41 Analizator wektorowy składający się z dwóch 6-cio wrotnikówProf.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska