如何從S參數(shù)中獲得時間長度的概念

匿名用戶:

菜鳥向各位大佬請教一個問題：

就是如何從S參數(shù)獲得TDR的結(jié)果。

進(jìn)一步提問，能否用高中生能聽得懂的語言，說一下，如何從S參數(shù)中獲得時間長度的概念。

在網(wǎng)上能查到很多，關(guān)于S參數(shù)逆傅里葉變換可以得到TDR響應(yīng)，可是我始終不能明白，能否不講明完整的步驟，就解釋一下這個時間長度的概念，是從哪里來的。

我的理解是S參數(shù)就只是記錄了幅度和相位，或者說是實部和虛部，實際是把DUT當(dāng)成一個黑盒子，只記錄了端口的響應(yīng)。舉個例子，一個DUT長度是5ns,那么S參數(shù)轉(zhuǎn)換的時候，是怎么知道這個5ns的呢？

請教大神深入淺出的說一下，不要求講清楚全過程，就想知道這個時間長度的概念是從哪個信息里可以透出來。

dawn: 被測件S參數(shù)有起止頻率，頻域上，最大頻率（或者說帶寬）與時域上脈沖沿速度（或者說是脈充寬度）對應(yīng)。

原因是時域波形是一系列傅里葉變換中所述的各頻率信號的時域積分所形成。信號變化越快，就需要積分里面有高頻頻率的信號來對應(yīng)。

所以，時域速度對應(yīng)頻率有多大；頻率有多大，對應(yīng)信號變化有多快。 對于表述一個被測件，如果要表達(dá)出其足夠的時域響應(yīng)速度，在使用S參數(shù)時，則要求S參數(shù)中，頻率范圍足夠。

需要有如你說的被測件延遲有5ns，那么在頻率上至少要在1/5ns的X倍數(shù)上。

會議專家答疑：

時域沖激響應(yīng)是頻域的S參數(shù)反傅里葉變換得到的。時域和頻域數(shù)據(jù)是等效的，頻域采樣（矢網(wǎng)測量）等效于時域的周期性延展。

所以頻域測量的步進(jìn)的倒數(shù)就是時域周期；頻域測量頻寬的倒數(shù)是時域分辨率（系統(tǒng)上升時間）。

矢網(wǎng)測量時是不知道您的DUT長5ns的，但如果您設(shè)置了10MHz的頻率步進(jìn)，對應(yīng)的時域無混疊測量時間范圍為100ns。通過對頻域S參數(shù)做逆傅里葉變換，可以得到器件的時域特性，通過T21沖激響應(yīng)可以看出器件的長度。因為沖激響應(yīng)相當(dāng)于在0時刻激勵一個沖激信號，經(jīng)過器件后在某個時刻有相應(yīng)。因此您會看到?jīng)_激信號經(jīng)過器件后跑到了5ns的位置。

彭洋洋:

TDR反應(yīng)的是信號在時域反射情況。理想情況下，輸入信號為脈沖信號，被測器件對此脈沖信號產(chǎn)生響應(yīng)，產(chǎn)生反射信號，觀察反射信號和入射信號的關(guān)系，就可以了解被測器件特性。

從頻域來看，時域的脈沖信號是包含有無限頻譜的頻域信號。所以如果知道待測器件對于各個頻點(diǎn)的頻域響應(yīng)，在頻域用S參數(shù)一樣可以將反射信號的頻域信號求解出來，再把頻域信號傅立葉變換，就可以得到反射信號的時域信號。

所以Keysight一些S參數(shù)網(wǎng)絡(luò)分析儀可以測試TDR，利用的就是這個原理。頻率信息越寬，時域波形越陡峭，得到的TDR波形分辨率也越高。 對應(yīng)你舉的例子，頻域里其實并不知道DUT長度是5ns，但頻域可以反映出對于某個頻點(diǎn)的反射信號與入射信號的相位差，這個相位差就可以求解出延時信息。





審核編輯：劉清