※ 이 글은 아래 글과 이어지는 글이다.
https://ds1orj.tistory.com/233
LTSpice 에서의 S 파라미터 측정, S Parameter with LTSpice
이 글은 LTSpice 에서 S 파라미터를 어떻게 측정하는지 글쓴이(DS1ORJ) 관점에서 기술한다.Z, Y 파라미터를 측정하는시뮬레이션과 연결되는 글이다. https://ds1orj.tistory.com/230 트랜지스터(Transistor) BJT,
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종종 S 파라미터(또는 Γ ) 에서 Z (임피던스)로 변환할 필요가 생긴다.
그럴 때 무거운 프로그램 필요 없이 계산기에서 바로 확인해 볼 수 있다.
제공되는 계산은 아래와 같다.
1. Γ(감마, 반사계수) 에서 Z(임피던스) 변환 (1포트 네트웍에서 S11 을 Z 로 변환할 때도 사용)
2. Z(임피던스) 에서 Γ(감마, 반사계수) 변환
3. S 파라미터에서 Z 파라미터로 변환 (S11,S12,S21,S22 를 Z11,Z12,Z21,Z22 로 변환)
4. Γ(감마) 크기에서 손실(dB) 및 SWR 계산
※ 중요 : 계산기의 각도 체계를 호도법(라디안)으로 했을 경우 정상적으로 작동하지 않으므로 SETUP 메뉴에서 각도 단위를 도(Deg) 로 선택하기 바란다.
1번 Γ(감마, 반사계수) 에서 Z(임피던스) 변환은 기준 임피던스를 입력하고(실수부와 허수부 따로 입력 받는다)
감마의 크기와 각도를 아래와 같이 입력한다(총 4개의 입력항목)
모든 값이 입력되면 아래와 같이 정규화된 임피던스의 R, X 값(스미스 차트에 표현 가능) 과 Z 로 환산된 R, X 값 이 출력된다.(편의상 Rs, Xs 이다) dB 는 반사손실이다. SWR 은 임피던스 불일치로 인한 SWR 값이다. 모든 값은 소수점 3 자리까지 출력된다.
아래는 50, 0, 0.333, 180 도를 입력한 값이다.
2. Z(임피던스) 에서 Γ(감마, 반사계수) 변환은 1번에서의 반대 기능을 제공한다.
정규화 임피던스(R, X)를 입력하고 변환시킬 부하임피던스 Z (R,X) 를 입력하면 반사계수(Γ) 로 변환한다.
아래는 50, 0, 25, 0 을 입력하고 출력된 화면이다.
25옴 부하에 대해 크기는 0.3333 각도는 180 도가 출력 되었으므로 정상이다.
3. S 파라미터에서 Z 파라미터로 변환 (S11,S12,S21,S22 를 Z11,Z12,Z21,Z22 로 변환)
S11~S22 까지 크기와 각도를 입력하면 Z11~Z22 로 변환한다.
1포트 네트웍에서 S11 을 Z11 로 변환할 때에는 S11 을 감마(Γ) 로 간주하고 변환이 가능하므로 이 수식이 필요 없지만
2포트 네트웍에서는 S11 만으로는 정확한 값을 얻을 수 없으므로 이 변환식이 필요하다.
Zo 의 R, X 값을 입력하고(보통 50, 0 이 된다) S11 부터 S22 까지 입력한다.
S 파라미터는 크기와 각도를 입력하는데 각도를 표시하는 문자는 9860 의 경우 "SHIFT" 를 누른 후 "X,θ,T" 키를 누르면 위에 있는 각도표시 '∠' 가 입력된다. 이렇게 하면 한번에 극좌표(복소수)를 입력 할 수 있다.
아래와 같이 각도가 0 도 일 경우 각도는 생략하고 크기만 입력해도 된다.
아래는 결과 출력화면이다. 한줄에 실수부(R) 과 허수부(X) 가 공백을 두고 출력된다.
S11=0.2∠180, S22=0.2∠180, S12=0.8, S21=0.8 은 100옴이 병렬 연결된 경우의 값이다.
상기 값은 아래 LTSpice 회로의 시뮬레이션에서 얻은 S 파라미터 값 세트이다.
마지막 기능은 반사계수의 크기만 입력 받아서 손실(dB) 과 SWR 을 보여주는 기능이다.
단순한 수식이므로 추가 설명은 생략한다.
아래는 프로그램이다. 9860, 9750 계열에서 작동한다.
※ S <> Z 변환 (또는 Y, ABCD) 수식은 아래를 따른다.
※ 아래는 소스 코드이다. 반복해서 올리는 글이지만, 계산기의 코드 페이지가 표준이 아닌 관계로 윈도우에서 붙여 넣기시 알파벳과 숫자 이외에 대부분의 특수문자가 깨져서 나온다. 소스를 수정하려면 위에 파일을 받아서 CASIO FA-124 프로그램 또는 계산기에서 직접 편집이 가능하다.
