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Streuung oder S-Parameter, die aus direkten Messungen oder durch EM-Wellen-Simulationen erhalten werden, können aufgrund von Mess- oder numerischen Fehlern gegen physikalische Gesetze verstoßen. Bei Verwendung in Simulationen führen solche S-Parameter zu falschen Ergebnissen und falschen Schlussfolgerungen. Dieses Papier konzentriert sich auf drei solche Eigenschaften von S-Parametern – Kausalität, Passivität und Reziprozität. Es werden Tests bereitgestellt, um festzustellen, ob eine der drei Bedingungen verletzt wird. Separate Algorithmen werden bereitgestellt, um S-Parameter kausal, passiv und reziprok zu machen. Die vorgeschlagenen Algorithmen haben sich als die besten im Lösungsraum erwiesen und sind einfach zu implementieren.
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Wir untersuchen im Detail die Beziehung zwischen diskreten Frequenzantworten, die mit s-Parametern verbunden sind, und der implizierten kontinuierlichen Zeitantwort. Dies geschieht sowohl im Frequenz- als auch im Zeitbereich, um die richtigen Erkenntnisse zu gewinnen und Probleme mit Echtzeitantworten im Zeitbereich, Zeitaliasing, Kausalität, Interpolation und Neuabtastung von diskreten Frequenzdaten zu untersuchen. Anhand der gewonnenen Erkenntnisse identifizieren wir die Bedingungen für eine ausreichende Probenahme und die Nebenwirkungen der unveränderlichen Praxisbedingungen, wenn diese Nebenwirkungen nicht vollständig beseitigt werden können. Dieses Whitepaper ist besonders nützlich, um Probleme zu verstehen, die mit der direkten Anwendung von Sparametern in linearen Simulationen verbunden sind, wie sie in virtuellen Sondierungsanwendungen in Oszilloskopen verwendet werden.
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Die SPARQ-Software bietet die Möglichkeit, die Impulsantwortzeit als Teil des S-Parameter-Berechnungsprozesses zu begrenzen. Die Begrenzung der Impulsantwortzeit hat den Hauptvorteil, dass Rauschen aus den vom SPARQ zurückgegebenen S-Parametern eliminiert wird. Beim Begrenzen der Impulsantwort sind die vom SPARQ gemessenen S-Parameter glatter und passen besser zu den VNA-Ergebnissen.
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Wir klären die Rolle von Signalverlustmessungen, auch bekannt als Total Loss, bei der Spezifikation und Qualifizierung von Leiterplattenmaterialien für das Hochgeschwindigkeits-Elektronikdesign. Anschließend demonstrieren wir die NIST-Multiline-Messtechnik, insbesondere durch die Charakterisierung von Testleitungen, die in herkömmlichen PCB-Materialien hergestellt wurden. Der Artikel beschreibt und demonstriert diese Technik und zeigt, wie der Signalausbreitungsverlust als Funktion der Frequenz genau gemeldet werden kann, selbst wenn TDR-basierte Systeme verwendet werden. Das Papier zeigt auch, wie die Impedanzfehlanpassung und die differentielle Verzögerungsvarianz zu den gemeldeten Verlusten für verschiedene Testmethoden in der heutigen Praxis beitragen.
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Es wird eine Technik vorgestellt, um große Mengen an Rauschen zu entfernen, die in Wellenformen der Zeitbereichsreflektometrie (TDR) vorhanden sind, um den Dynamikbereich von TDR-Wellenformen und TDR-basierten S-Parameter-Messungen zu erhöhen.
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Der SPARQ Signal Integrity Network Analyzer verwendet TDR und TDT, um das elektrische Verhalten eines Netzwerks zu charakterisieren. Der Prozess zum Messen von S-Parametern umfasst 3 Phasen: 1) OSLT-Kalibrierung, 2) DUT-Messung und 3) S-Parameter-Berechnung. Bei der Verwendung von SPARQs des „E“-Modells werden alle Phasen automatisch mit einem einzigen Tastendruck und ohne jegliches Eingreifen des Benutzers ausgeführt. Dies wird durch die Verwendung einer internen Schaltmatrixanordnung erreicht, die Signale zu intern angeschlossenen Kalibrierungsstandards und zu den Anschlüssen auf der Vorderseite leitet. „M“-Modelle werden mit einem externen OSLT-Kalibrierungskit des Benutzers kalibriert.
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In diesem Dokument wird der Dynamikbereich des SPARQ-Signalintegritäts-Netzwerkanalysators erörtert und die Auswirkungen mehrerer Schlüsselspezifikationen betrachtet. Es vergleicht außerdem den dynamischen Bereich und die wichtigsten Spezifikationen von zwei konkurrierenden Zeitbereichsinstrumenten und liefert Ableitungen und experimentelle Ergebnisse, die die Berechnungen unterstützen.
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