большесигнальные S-параметры транзисторов, моделирование в Microwave Опции

[Юлек]

Как получить все S-параметры в режиме большого сигнала для транзистора, для усилителя на нем, средствами Microwave Office? Пока есть результаты только по идентификации параметров эквивалентных схем транзисторов в линейном режиме новым методом.
Откликнитесь пожалуйста кто этим занимается и интересуется!!!

[MKS]

Интересно, а для чего можно использовать S параметры
измереные в режиме большого сигнала ?

[Юлек]

Интересно, а для чего можно использовать S параметры
измереные в режиме большого сигнала ?

На самом деле у меня задачка в идентификации параметров транзисторов в режиме большого сигнала. Т.к. разработчики СВЧ устройств, как правило, не имеют полной информации о параметрах микроэлектронных компонентов (транзисторов) особенно российского производства ИМЕННО на большом сигнале.
Вот такие дела!
Есть соображения перейти от анализа моделей транзисторов при малом сигнале к большесигнальному.

[Serdu]

:excl:
  Как получить все S-параметры в режиме большого сигнала для транзистора, для усилителя на нем, средствами Microwave Office? Пока есть результаты только по идентификации параметров эквивалентных схем транзисторов в линейном режиме новым методом.
  Откликнитесь пожалуйста кто этим занимается и интересуется!!!

В Ansoft Designer v.2 точно можно получить S-параметры в режиме большого сигнала. Там и анализ проводят через S-параметры, при большом сигнале,как в help`e сказано. А почему все говорят только о Microwave Office, про продукты Ansoft я не видел упоминаний. Разве это не конкурирующие фирмы, разве они не на одном уровне?

[f10]

Интересно, а для чего можно использовать S параметры
измереные в режиме большого сигнала ?

На самом деле у меня задачка в идентификации параметров транзисторов в режиме большого сигнала. Т.к. разработчики СВЧ устройств, как правило, не имеют полной информации о параметрах микроэлектронных компонентов (транзисторов) особенно российского производства ИМЕННО на большом сигнале.
Вот такие дела!
Есть соображения перейти от анализа моделей транзисторов при малом сигнале к большесигнальному.

не парься это давно уже сделано...во первых мной во вторых еще до меня...годах в 80х. мне также руководитель говорил причем слово в слово!!!! я около 1,5 лет с этим парился...там все не так просто как кажется. а у тя параметры есть малосигнальные или большесигнальные или все? для какого транзистора? 3п602 ?

[proxi]

Интересно, а для чего можно использовать S параметры
измереные в режиме большого сигнала ?

S параметры в режиме большого сигнала необходимы для получения
достоверных результатов при симуляции каскадов работающих в точке
компрессии или близко к ней.Весьма полезная штука.

[Yuri Potapoff]

Интересно, а для чего можно использовать S параметры
измереные в режиме большого сигнала ?

S параметры в режиме большого сигнала необходимы для получения
достоверных результатов при симуляции каскадов работающих в точке
компрессии или близко к ней.Весьма полезная штука.

Что-то сомневаюсь я на счет этого.

Расчет каскадов в окресности точки компрессии - штука весьма мудреная, так как каскад сдесь работает на грани линейности. То есть с одной стороны линейную модель применять нельзя, а нелинейную рано, так как нелинейность еще не проявилась. При моделировании метод гармонического баланса будет иметь плохую сходимость и низкую достоверность результатов из-за наличия цифрового шума. Над этой проблемой бьются многие и как вариант AWR внедрила у себя метод рядов Вольтерра.

[andybor]

Интересно, а для чего можно использовать S параметры
измереные в режиме большого сигнала ?

S параметры в режиме большого сигнала необходимы для получения
достоверных результатов при симуляции каскадов работающих в точке
компрессии или близко к ней.Весьма полезная штука.

Что-то сомневаюсь я на счет этого.

Расчет каскадов в окресности точки компрессии - штука весьма мудреная, так как каскад сдесь работает на грани линейности. То есть с одной стороны линейную модель применять нельзя, а нелинейную рано, так как нелинейность еще не проявилась. При моделировании метод гармонического баланса будет иметь плохую сходимость и низкую достоверность результатов из-за наличия цифрового шума. Над этой проблемой бьются многие и как вариант AWR внедрила у себя метод рядов Вольтерра.

Как раз наоборот: метод рядов Вольтера нормально работает только с малосигнальными режимами. А для режимов большого сигнала, лучше метода ГБ никто, пока, ничего не придумал. Главное в этом деле - иметь хорошие нелинейные модели элементов.
А эти режимы расчета S-параметров при больших уровнях сигналов давно реализованы в Serenade(Ansoft Designer) и в ADS.

[Yuri Potapoff]

Как раз наоборот: метод рядов Вольтера нормально работает только с малосигнальными режимами. А для режимов большого сигнала, лучше метода ГБ никто, пока, ничего не придумал. Главное в этом деле - иметь хорошие нелинейные модели элементов.
А эти режимы расчета S-параметров при больших уровнях сигналов давно реализованы в Serenade(Ansoft Designer) и в ADS.

Реализация метода рядов Вольтерра не отрицает использования метода гармонического баланса. При анализе методом рядов Вольтерра гармонический баланс используется для получения коэффициентов разложения в ряд Тейлора, а далее задача решается как линейная.

Существуют две задачи (расчет точки компрессии и анализ интермодуляций третьего порядка), где из-за слабой нелинейности математическая реализация метода гармонического баланса становится неэффективной из-за потери сходимости. Разные фирмы делают для этого разные ухищрения, чтобы преодолеть (или скрыть) эту проблему. Видимо, как вариант введено понятие "хорошие нелинейные модели".

Но какое отношение большесигнальные S параметры имеют к "хорошим нелинейным моделям"?

Более того, само по себе измерение S параметров в режиме большого сигнала штука не простая. Например, в нелинейном режиме часть энергии на выходе транзистора переходит во вторую и третью гармоники. Если просто мерить коээффициент отражения можно намерить все что угодно.

Как вы собираетесь использовать S параметры обожравшегося усилителя использовать для расчета его точки компрессии, лежащей на 3-5 дб ниже?

[MKS]

Интересно, а для чего можно использовать S параметры
измереные в режиме большого сигнала ?

S параметры в режиме большого сигнала необходимы для получения
достоверных результатов при симуляции каскадов работающих в точке
компрессии или близко к ней.Весьма полезная штука.

Товарищи, если есть время объясните пожалуйста студенту
что такое точка компрессии, а то пять лет проучился
и первый раз слышу.
Спасибо.

[Yuri Potapoff]

Товарищи, если есть время объясните пожалуйста студенту
что такое точка компрессии, а то пять лет проучился
и первый раз слышу. 

Честно говоря, я тоже когда учился, ничего подобного не знал.

Точно этот термин называется "точка компрессии усиления по уровню -1 дБ".

Берется СВЧ усилитель, в режиме малого сигнала измеряется его коэффициент передачи (усиления), получается например 20 дБ. Бецибеллы, надеюсь, знаете что такое.

Далее мощность на входе увеличивают например на 1 дБ и снова меряют усиления, получают те же 20 децибелл. Все чудесно.

Операцию повторяют до тех пор, пока коэффициент усиления не станет равным 19 дБ. То есть при некотором сигнале на входе, транзистор перешел в нелинейный режи (обожрался) и усиление упало. Закон сохранения не нарушается, энергия переходит во вторую, третью и т.д. гармоники. Надеюсь, что такое гармоники, вы тоже знаете.

Уровень сигнала на выходе, при котором усиление загнулось до 19 дБ, запоминают и это и есть "точка компрессии по уровню -1 дБ".

Фактически этот параметр характеризует динамический диапазон усилителя.

Другой важной характеристикой описывающей динамический диапазон является точка IP3 - точка пересечения третьего порядка. На словах объяснить трудно, но предмет хорошо описан в литературе. Между точкой IP3 и точкой копрессии есть соотношение, по которому одно можно вычислить из другого.

[andybor]

Но какое отношение большесигнальные S параметры имеют к "хорошим нелинейным моделям"?

Прямое. С помощью "хороших нелинейных моделей" вы можете расчитать эти самые большесигнальные S-параметры и затем применять их по своему усмотрению. При наличии S-параметров в режиме большого сигнала, вы в состоянии: оценить АЧХ, ФЧХ, устойчивость; проверить уровень согласования с нагрузкой и источником и т.д..

Как вы собираетесь использовать S параметры обожравшегося усилителя использовать для расчета его точки компрессии, лежащей на 3-5 дб ниже?

Никто и не собирается с помощью S-параметров считать точку компрессии. Её и так можно посчитать используя нелинейную модель элемента, при помощи того же метода HB.

[proxi]

Как раз наоборот: метод рядов Вольтера нормально работает только с малосигнальными режимами. А для режимов большого сигнала, лучше метода ГБ никто, пока, ничего не придумал. Главное в этом деле - иметь хорошие нелинейные модели элементов.
А эти режимы расчета S-параметров при больших уровнях сигналов давно реализованы в Serenade(Ansoft Designer) и в ADS.

Реализация метода рядов Вольтерра не отрицает использования метода гармонического баланса. При анализе методом рядов Вольтерра гармонический баланс используется для получения коэффициентов разложения в ряд Тейлора, а далее задача решается как линейная.

Существуют две задачи (расчет точки компрессии и анализ интермодуляций третьего порядка), где из-за слабой нелинейности математическая реализация метода гармонического баланса становится неэффективной из-за потери сходимости. Разные фирмы делают для этого разные ухищрения, чтобы преодолеть (или скрыть) эту проблему. Видимо, как вариант введено понятие "хорошие нелинейные модели".

Но какое отношение большесигнальные S параметры имеют к "хорошим нелинейным моделям"?

Более того, само по себе измерение S параметров в режиме большого сигнала штука не простая. Например, в нелинейном режиме часть энергии на выходе транзистора переходит во вторую и третью гармоники. Если просто мерить коээффициент отражения можно намерить все что угодно.

Как вы собираетесь использовать S параметры обожравшегося усилителя использовать для расчета его точки компрессии, лежащей на 3-5 дб ниже?

Практически работая со стандартным VNA Rohde Schwarz 40Ghz у которого
максимальный сигнал по портам не более 20дБм возникают проблемы с измерением большесигнальных S параметров так как точка компрессии как правило лежит выше .

[MKS]

Товарищи, если есть время объясните пожалуйста студенту
что такое точка компрессии, а то пять лет проучился
и первый раз слышу. 

Честно говоря, я тоже когда учился, ничего подобного не знал.

Точно этот термин называется "точка компрессии усиления по уровню -1 дБ".

Берется СВЧ усилитель, в режиме малого сигнала..........

Большое спасибо за разяснения, с точкой компрессии все понятно.

[SergR]

Уважаемые! Подскажите, если из исходных данных сть только S-параметры (малосигнальные приведенные в даташите) а надо сделать усилитель c выходной мошностью в P1, какие методы рассчета дадут найилучшее совпадение с практическими результатами. Я считал в MWO, на малом сигнале результаты совпадают с практикой(+/-), при увеличении мощности точка компресии наступает на 3-4дБ раньше приведенной в документации и АЧХ искажается неравномерно.