(1) EMC措施相关元件的性能可通过S参数来表示
尽管噪声传输路径中所使用EMC措施相关元件的效果一般可通过插损来表示,但还会使用S参数进行更准确的表示。S参数方法是表示使用上述电波反射概念的电路特征的方式。因为S参数能够表示元件在高频范围内的性能,所以常用于高频电路。
(2) 插损特性可被S参数取代
在通过S参数表示EMC措施相关元件时,表示降噪性能的插损可由S参数传输系数所取代。其前提是电路为线性运行,且要使用在50Ω系统上测得的S参数。
(3) 传输系数和反射系数
如图3-3-27所示从左侧和右侧输入电波可得到传输系数和反射系数,这两个系数可用来表示具有一个输入终端和一个输出端子(也称为“端口”)的元件的S参数。图3-3-25中所解释的元件内部衰减是传输部分和反射部分消减的输入能量值。
(4) 通过数据表来表示
由于S参数一般随着频率变化而改变,因此针对每个频率以表格的形式提供了相应的S参数值。图3-3-28作为关于S参数的一个例子,提供了针对三终端EMC措施相关元件NFE61PT102的S参数。这个EMC措施相关元件内部具有较大的衰减。 左图为S参数表。如表中所示,每个端口的反射系数和传输系数都通过大小和相位来表示。(在某些情况下,它们会通过实数和虚数来表示,或者大小可能以dB为单位。)
(5) 频率特征图
右图将传输系数S21和反射系数S11表示为频率特征。在低频范围内传输系数S21很大,在10MHz以上却非常小。这一特征表示从左侧进入和传输到右侧的噪声比,其值越小表明降噪能力越好。如要将其转换为插损,数值大小需要转换为以dB为单位(不带负号)。
在1MHz到1GHz频率范围内,反射系数S11约为0.2到0.6。此特征表示当噪声从左侧进入时回到噪声源的反射比。据此可以发现,此元件具有较小的反射,且不那么可能由于多重反射导致问题。
图3-3-27 S参数(针对两端口元件)
图3-3-28 S参数的示例(NFE61PT102)
(6) 用S参数表示特征的好处
在使用S参数表示EMC措施相关元件时,不仅可以表示出主要的降噪效果(传输系数),而且可以表示出反射到噪声源侧的效果,从而可以考察多重反射导致的次要影响。从这个角度来看,S参数比插损的表示更准确。
当测量系统的阻抗改变时,S参数也会随之变化。通常是在50Ω系统中测量的。为准确估计降噪效果,需要根据连接实际元件位置处的阻抗通过转换进行阐释。电路模拟装置通常都具备这样的功能。
除了图3-3-28(b)中的图之外,S参数也可如图3-3-4(c)所示在史密斯图上进行绘制。
3-3. 噪声传导和反射 - 重点
根据传输理论,电以波的形式进行传导和反射
线路特性阻抗和负载阻抗之间的任何偏差都会导致反射
反射导致线路上产生驻波,进而使阻抗发生变化或者产生谐振
在使导线长度为二分之一波长的频率间隔处,会反复产生谐振
可采用两种方法来停止噪声传导: 增强反射和内部衰减
元件特征可通过S参数表示