Parametros S

Parámetros “S”

Los parámetros “S” describen a los puertos de entrada y salida de una caja negra, de manera similar a los grupos de parámetros [Z], [Y], [ABCD] etc. Sin embargo, la diferencia mayor se debe a que los parámetros [S] se expresan en términos de ondas incidentes y reflejadas en vez de voltajes y corrientes. Estos parámetros se miden bajo cargas resistivas concentradas en vez de voltajes y corriente. Estos parámetros se miden bajo cargas resistivas conectadas en sus puertos, en vez de condiciones de cortocircuito y circuito abierto.  

No es posible medir los parámetros [Z], [Y], [ABCD] y [H] a frecuencias de microondas debido a:

• No existe equipo capaz de medir los voltajes y corrientes totales a frecuencias de microondas y ondas milimétricas.
• La dificultad de realización de estándares de cortocircuito y circuito abierto en anchos de banda grandes.
• Al medir transistores bajo condiciones de cortocircuito o circuito abierto se vuelven inestables, llegando a oscilar. Esto se debe a que, bajo esas condiciones, la magnitud del coeficiente de reflexión es la unidad. Para evitar las inestabilidades, se miden con los puertos cargados con impedancias igual a la impedancia características [pic 1]
• Los parámetros [ABCD] están limitadas al análisis de redes de dos puertos.

Las ondas viajeras (Traveling waves), se pueden definir en términos de voltajes y corrientes incidentes y reflejados en los puertos de la red y se denominan como a para las incidentes y b para las reflejadas. Estas ondas se pueden expresar como sigue:  

[pic 2]

[pic 3]

Donde el subíndice i representa a V e I incidente y r a los reflejados.

Considerando la figura siguiente:

[pic 4]

Donde la a1 y a2 representan a las ondas incidentes y b1 y b2 a las ondas reflejadas.

Los voltajes y corrientes totales en los puertos de la red estarán en función de los voltajes y corrientes incidentes y reflejados.

[pic 5]

[pic 6]

[pic 7]

[pic 8]

Las ondas incidentes y reflejadas se pueden expresar en función de los voltajes y corrientes en los puertos de la red V1, I1, V2, e I2 como:

[pic 9]

[pic 10]

[pic 11]

                        [pic 12]

De manera similar a los otros conjuntos de parámetros ([Z], [Y], [ABCD]y [H], se selecciona las variables dependientes a las ondas reflejadas (b) e independientes a las ondas incidentes (a).

[pic 13]

Cuyas ecuaciones generales son:

[pic 14]

[pic 15]

Donde la matriz de dispersión (Scattering) o de parámetros “S” se determina haciendo a1=0 y a2=0, lo cual se logra cargando los puertos con impedancias iguales a la impedancia característica Zo, de tal manera que la onda incidente sen la carga sea retenida por la misma y la onda reflejada sea cero.

Haciendo a2=0 (mediante una carga de valor Zo) en las ecuaciones 12) y 13) se obtienen:

• Coeficiente de reflexión de entrada

[pic 16]

• Coeficiente de transmisión directo

[pic 17]

llamado también como Ganancia de un dispositivo activo o atenuación de una red pasiva.

Por otro lado, haciendo a1=0 en el puerto de entrada con una impedancia de fuente de valor Zo e induciendo el generador por el puerto de salida, se determina

• Coeficiente de transmisión inverso

[pic 18]

• Coeficiente de reflexión de salida

[pic 19]

De este grupo de parámetros, se puede observar que todos presentan una relación de ondas reflejadas a incidentes, razón por la cual se les conoce como coeficiente de reflexión y transmisión. Es decir, de la forma:

[pic 20]

 ,   ,  ,  [pic 45][pic 46][pic 47][pic 48]

MEDICIONES EN EL DOMINIO DEL TIEMPO

Las mediciones en el dominio del tiempo nos permiten obtener las características de circuitos de microondas, determinando la respuesta de la red a unas formas de onda especifica.

[pic 49] 

El analizador de redes, tienen la ventaja de proporcionar un mayor ancho de banda, estabilidad, precisión, flexibilidad y mejor comportamiento de ruido que el TDR.

Dominio de la frecuencia. Se caracteriza a un dispositivo o circuito en un medio con , sin embargo, ni proporciona información de sus comportamientos. [pic 50]

Dominio del Tiempo. Se muestra como responde una red a una forma de onda especifica, pudiéndose determinar de u numero de reflexiones, las que contribuyen más.

Mediciones en el Dominio del Tiempo:

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