S21双端口分流和双端口串联方法

T这是两篇文章中的第二篇，专门讨论使用网络分析仪测量 S 参数进行电感阻抗评估主题。上一篇文章 [1] 描述了阻抗测量和计算S11使用单端口分流器、双端口分流器和双端口串联方法的参数。本文专门介绍阻抗测量和计算S21使用双端口分流和双端口串联方法的参数。

上一篇文章的总体结论是，电感阻抗评估来自S11参数测量不准确。本文得出结论，双端口串联法是电感阻抗评估最准确的方法S21使用网络分析仪时的参数。

双端口分流方式

双端口分流配置如图 1 所示。

 

图 1：双端口分流配置

对于这种配置，电感器的阻抗（以S21参数在 [2] 中派生为

 

(1)

双端口串联方式

双端口串联配置如图 2 所示。

 

图2：双口串联配置

对于这种配置，电感器的阻抗（以S21参数在 [3] 中派生为

 

(2)

 

阻抗测量设置和结果

阻抗测量设置和PCB板如图3所示。这些板装有 Murata 射频电感器，分别为 47 nH、150 nH 和 270 nH，值分别为 LQG18HH47NJ00、LQC18HH15J00、LQG18HH27J00。

 

图 3：测量设置和 PCB

图 4 显示了使用双端口分流和双端口串联方法的 47 nH 电感器的阻抗曲线。分流测量是在 50 dB 和自谐振频率下进行的。系列测量是在 60 dB 和自谐振频率下进行的。

 

图 4：S21基于阻抗曲线 – 双端口分流器与双端口系列 （L = 47 nH）

图5显示了从村田设计支持软件“SimSurfing”获得的电感阻抗曲线[4]。

 

图 5：47 nH 电感器的 Murata“SimSurfing”阻抗曲线

表1显示了双端口分流器、双端口串联测量和村田生产结果。

升 = 47 nH	双端口分流器	村田
1圣50 dB 频率	257.44兆赫	823兆赫
谐振频率	279.49兆赫	1.591 吉赫
2nd50 dB 频率	309.91兆赫	2.985 吉赫
升 = 47 nH	双端口系列	村田
1圣60 dB 频率	1.196 吉赫	1.29 吉赫
谐振频率	1.531 吉赫	1.591 吉赫
2nd50 dB 频率	2.087 吉赫	1.962 吉赫

表 1：50 dB、60 dB 和自谐振频率 （S21方法）

很明显，双端口串联测量结果明显接近 Murata 的结果，而不是双端口分流测量结果。

图6显示了使用双端口分流和双端口串联方法的150 nH电感器的阻抗曲线。分流测量是在 50 dB 和自谐振频率下进行的。系列测量是在 60 dB 和自谐振频率下进行的。

 

图 6：S21基于阻抗曲线 – 双端口分流器与双端口系列 （L = 150 nH）

图7显示了从村田设计支持软件“SimSurfing”获得的电感阻抗曲线。

 

图 7：150 nH 电感器的 Murata“SimSurfing”阻抗曲线

双端口分流器、双端口串联测量和 Murata 结果如表 2 所示。

升 = 150 纳赫	双端口分流器	村田
1圣50 dB 频率	126.41兆赫	320兆赫
谐振频率	156.94兆赫	810兆赫
2nd50 dB 频率	194.88兆赫	2.03 吉赫
升 = 150 纳赫	双端口系列	村田
1圣60 dB 频率	557.78兆赫	601兆赫
谐振频率	825.01兆赫	810兆赫
2nd50 dB 频率	1.148 吉赫	1.29 吉赫

表 2：50 dB、60 dB 和自谐振频率 （S21方法）

同样，在50 dB和自谐振频率下的双端口串联测量比双端口分流测量结果明显更接近Murata的结果。

图8显示了使用双端口分流和双端口串联方法的270 nH电感器的阻抗曲线。分流测量是在 50 dB 和自谐振频率下进行的。系列测量是在 60 dB 和自谐振频率下进行的。

 

图 8：S21基于阻抗曲线 – 双端口分流器与双端口系列 （L = 270 nH）

图9显示了从村田设计支持软件“SimSurfing”获得的电感阻抗曲线。

 

图 9：270 nH 电感器的 Murata“SimSurfing”阻抗曲线

表3显示了双端口分流器、双端口串联测量和村田制作所的结果。

升 = 270 nH	双端口分流器	村田
1圣50 dB 频率	86.31兆赫	184兆赫
谐振频率	116.36兆赫	638兆赫
2nd50 dB 频率	156.97兆赫	1.992 吉赫
升 = 270 nH	双端口系列	村田
1圣60 dB 频率	361.67兆赫	395兆赫
谐振频率	605.54兆赫	638兆赫
2nd50 dB 频率	933.99兆赫	1.03 吉赫

表 3：50 dB、60 dB 和自谐振频率 （S21方法）

同样，50 dB 和自谐振频率下的双端口串联测量比双端口分流测量结果明显更接近 Murata 的结果。

总体结论是，双端口串联法是从电感器阻抗评估的最准确方法。S21参数测量。

引用

1. 博格丹·亚当奇克、帕特里克·克里宾斯和哈利勒·查梅，”通过 S 参数测量评估电感阻抗 – 第 1 部分：S11单端口分流、双端口分流和双端口系列方法“，在《合规》杂志上，2025 年 4 月。
2. Bogdan Adamczyk、Patrick Cribbins 和 Khalil Chame，“通过 S 参数测量评估电容器阻抗 – 第 1 部分：S11单端口分流器、双端口分流器和双端口系列方法“，载于《合规》杂志，2025 年 2 月。
3. Bogdan Adamczyk、Patrick Cribbins 和 Khalil Chame，“通过 S 参数测量评估电容器阻抗 – 第 2 部分：S21双端口分流器和双端口串联方法“，载于《合规》杂志，2025 年 3 月。
4. 村田设计支持软件“SimSurfing”。