将50Ω的S参数转换成75Ω的S参数

摘要：有线电视集成电路通常设计为75Ω的输入输出阻抗接口，而大多数RF测试设备的阻抗为50Ω。在大多数情况下，为了进行测试，用一个小损耗衰减网络将输入和输出阻抗从75Ω转换到50Ω，或者从50Ω转到75Ω。这种方法尽管很方便，但是在测量S参数的时候应该避免使用小损耗衰减焊盘。进行这种测量的一种简单的方法是，将电缆器件的输入输出阻抗看作50Ω，进行测量，然后用本篇应用笔记中提供的等式和Excel电子表格将以50Ω为基准测得的S参数转换为以75Ω为基准的S参数。

概述

有线电视集成电路一般设计为具有75Ω输入输出阻抗的接口，而大多数RF测试设备使用50Ω的阻抗。大多数情况下，用一个低损耗衰减焊盘将输入输出阻抗从75Ω转换到50Ω或者进行相反的转换。这种方法尽管很方便，但是在测量S参数的时候应该避免使用低损耗衰减焊盘。

本篇应用笔记给出了一种进行S参数测量的简单方法，把电缆设备的输入输出阻抗看作50Ω，进行测量，然后进行数学变换。我们提供了等式和方便的Excel电子表格把基于50Ω的S参数转换成75Ω的S参数。

S参数转换成阻抗

把以50Ω为基准的S参数转换成以75Ω为基准S参数由等式1开始。S参数和输入阻抗都是复数(R + jX)，其中R表示实部，X表示虚部。Z_O通常是实数阻抗。为了简便，本文只研究输入回波损耗(S₁₁)。


对Eq. 01进行一下整理得到输入阻抗(Z_IN)的表达式Eq. 02。


用R + jX代替S₁₁。


用分母的复共扼数乘以Eq. 03的分子和分母，将实部和虚部分开。


Eq. 06是输入阻抗的实部。


Eq. 07是输入阻抗的虚部。

阻抗转换成S参数

得到复输入阻抗后，再次使用Eq. 01将阻抗转换成以75Ω为参考的S参数。

Eq. 08是和Eq. 01相同的表达式，只是用R + jX代换了Z_IN。


用分母的复共扼分别乘以Eq. 08的分子和分母，将实部和虚部分开。


Eq. 11是输入回波损耗(S₁₁)的实部。


Eq. 12是输入回波损耗(S₁₁)的虚部。


例子

Excel电子表格

表1的Excel电子表格可以帮助快速实现50Ω S参数到75Ω S参数的转换。