Medicion de Parametros S



Ya sabemos que son los Parámetros S, ahora la cuestión pasa en como medirlos. Un diagrama en bloques típico instrumentado (Analizador de Redes) para medir los parámetros S se indica en la siguiente figura.

Montaje para la medicion de parametros S

Fig 1. Diagrama en bloques de un típico sistema de medición de los parametros S, montaje en direccion directa

El procedimiento básico para medir S11 y S22 es el de medir con un voltimetro vectorial la relación de amplitudes y fase entre las tensiones incidentes y reflejadas con la sonda B en la posición B1; S11 es medida con el montaje (JIG) en la dirección directa y S22 con el montaje invertido. S12 y S21, las señales de transferencia, se miden con la sonda B en la posición B2 obteniendo S21 con el montaje invertido.

Calibración Inicial

Para la medición de todos los parámetros, es importante colocar la longitud eléctrica del paso de la señal desde la entrada del primer acoplador a la sonda A exactamente igual como a la sonda B. Esto asegura un desfase de 0° entre las dos sondas y elimina la necesidad de recalibración cuando la frecuencia es variada. Con la sonda B en la posición B1 esto se realiza con una sección en corto y con la sonda B en la posición B2 con una sección pasante. La siguiente figura ilustra un montaje típico de un transistor, una sección en corto y una sección pasante.

Secciones de corto, pasante y montaje de un transistor

Fig 2

Para establecer la distancia A igual a la distancia B1 se coloca la sección en corto como indica en la Fig 1. Estando la sonda B en B1, se aplica una señal de RF de un nivel conveniente y se ajusta el alargador (strecher) de línea hasta obtener un desfase de 180°, correspondiente a un corto. Luego se coloca la sección pasante y se comprueba un desfase de 0° con la sonda B en B2.

Si la sección en corto es exactamente la mitad de la longitud de la línea pasante y los acopladores son idénticos, no hará falta ajuste alguno.

Técnica de Medición

Para medir S11 se inserta el transistor en el montaje, se coloca en montaje en posición directa y se ajusta las polarizaciones #1 y #2 a los niveles deseados. Se procede a ajustar la tension de RF a un nivel conveniente, generalmente -30 dBm,  se mide la tensión en el canal A en el canal B y en angudo de fase Φ

formula para calcular parametros S

La medida de la relación se simplifica si A se sitúa en la unidad -1mV, 10mV, etc. S22 es medida invirtiendo el montaje y las conexiones de polarización de cc. S21 puede ser entonces medida con la sonda B en B2 y el montaje en la posición directa. Finalmente, invirtiendo nuevamente el montaje y las conexiones de polarización se puede medir S12. Los parámetros S se miden generalmente a varias frecuencias o en un rango de frecuencia y se los gráfica en una carta de Smith

El método manual descrito es reemplazado con grandes ventajas por el Analizador de Mallas de Microondas. Es un instrumento de barrido que mide magnitud y fase de los coeficientes de reflexión y transferencia en un amplio rangos de frecuencias, normalmente de 100 MHz a 12,4 GHz. Esto hace posible que el analizador caracterice completamente dispositivos activos y pasivos, ya que pueden medir casi todos los parámetros de interés de los dispositivos de alta frecuencia incluyendo ganancia, atenuación, fase, impedancia y admitancia. En su interior un Analizador de Redes (Mallas) contiene un voltimetro vectorial y un generador de RF.

Ejemplo de mediciones:

medicion parametro S11

Fig 3. Medicion de S11 del transistor 2N3563 entre 100 y 1000 MHZ

Referencia:

  • Hewlett Packard, AN 77-1 Transistor Parameter Measurements
  • Oliver Cage, Electronic Measurments and Instrumentation

2 comentarios en “Medicion de Parametros S

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