如何從SYZ參數(shù)提取電容C和電感L - 單端口

這個(gè)問題比較簡單，但很多人搞不清楚。比如用什么拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)？一個(gè)端口還是兩個(gè)端口？用Y11? Z11? Y21? Z21?  用哪個(gè)公式？

這些問題都清楚當(dāng)然就不用繼續(xù)看了哈~ 

情況1，單端口（參考地）提取L

一般我們拿到L的S2P數(shù)據(jù)自身都是有兩個(gè)端口，我們先考慮在電路中加一個(gè)電路端口，另一個(gè)接地：

若是集總電路，L加上寄生電阻和電容：

或者CST拓展包安裝的元件庫里面拿個(gè)L的SPICE：

這種一個(gè)端口的電路很容易，不存在矩陣的復(fù)雜性，直接S參數(shù)任務(wù)計(jì)算一定頻率范圍就可以了，Z和Y也可以選了看看，不選也沒關(guān)系，后處理提取的時(shí)候自動(dòng)計(jì)算。

仿真結(jié)束，添加后處理任務(wù)。這里有三個(gè)后處理模板可以用，第一個(gè)后處理是線圈參電容參數(shù)提取：

電感值：

電容值：

這里負(fù)值都?xì)w零了。該模板還提取電阻R和Q： 

第二個(gè)后處理是Y參數(shù)： 

第三個(gè)后處理是Z參數(shù)：

可見三個(gè)方法的結(jié)果都一樣：

Coil_Capcitor后處理模板和Y參數(shù)模板提取L的公式都是用的Y11：L11 =  im(1/Y11)/(2*pi*f) = -im(Y11)/(2*pi*f*Mag(Y11)^2)

為什么兩個(gè)公式呢？因?yàn)檫@里Y11和Z11都是復(fù)數(shù)，加進(jìn)來復(fù)數(shù)倒數(shù)運(yùn)算，L11就變式了。這里要注意細(xì)節(jié)，比如正負(fù)號(hào)不同。

Z參數(shù)提取L用的是Z11公式：L11 =im(Z11)/(2*pi*f) = im(1/Y11)/(2*pi*f)

所以電感提取可用三個(gè)表達(dá)式，都是等效的！這點(diǎn)很多朋友搞不清楚，還以為用錯(cuò)了公式。如果對(duì)這三個(gè)后處理直接提取電感都不感興趣，那就手動(dòng)輸入公式提取L吧。 

情況2，單端口（差分）提取L 

有人可能問了，我把電路一個(gè)端口的兩端接去電感兩端提取不行嗎？像這個(gè)樣子：

我們確實(shí)可以用差分端口直接接去兩端：

同樣運(yùn)行S參數(shù)任務(wù)，三個(gè)后處理方法提取L：

可見L就是10nH，完美的理論值，不隨頻率變化了。說明什么？說明寄生參數(shù)沒有了，為什么寄生參數(shù)沒有了？因?yàn)椴罘侄丝谑亲陨韰⒖?，沒有地參考，所以提取的結(jié)果中不包括與地之間的寄生參數(shù)。那這個(gè)方法是不是不能用？是可以用的，這里沒有的只是端口這邊并聯(lián)的寄生參數(shù)，串聯(lián)的寄生電容還是考慮在內(nèi)的，比如這樣的電路：

一般電感的S2P或SPICE是可以這樣提取的，知道區(qū)別就行。不過鑒于操作麻煩（差分端口），還是推薦用單端口（參考地）提取L的方法吧。

情況3，單端口（參考地）提取C

下面說說電容，電容C的等效電路就是全串聯(lián)了，以100pF為例：

同樣還是S參數(shù)任務(wù)，同樣的三個(gè)后處理，我們把L換去C：

同樣，電容C的公式也有三種表達(dá)，Coil_Capacitor參數(shù)模板和Y參數(shù)模板用的都是Y11：

C11 = -1/(im(1/Y11)*2*pi*f)= Mag(Y11)^2/(im(Y11)*2*pi*f)

Z參數(shù)模板用的是Z11：

C11 =-1/(im(Z11)*2*pi*f) = -1/(im(1/Y11)*2*pi*f)

情況4，單端口（差分）提取C 

只要電路中沒有并聯(lián)元件，這種連法是可以用的。當(dāng)然還是推薦單端口（參考地）提取C。

某個(gè)SPICE模型：

小結(jié)：

1）單端口提取L或C比較簡單，因?yàn)橹挥衁11和Z11，沒有矩陣，下期我們講雙端口復(fù)雜情況。

2）單端口可以接地法或差分法。其中差分接法要注意電路中的并聯(lián)元件會(huì)被忽視掉，能用接地就接地。

3）提取L或C的后處理模板有三個(gè)，Coil，Y和Z。2022新版本中這些模板有改動(dòng)，更加清晰統(tǒng)一。其中Coil和Y用的公式完全一致；提取L和C的公式表達(dá)式各有三個(gè)，等效，不要搞混。

4）S參數(shù)任務(wù)的仿真頻率范圍要合適。