ຂ່າວອຸດສາຫະກໍາ

ຫຼັກການວິເຄາະເຄືອຂ່າຍ

2023-09-26

ເມື່ອຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ຂອງພອດທັງໝົດຂອງເຄືອຂ່າຍຫຼາຍພອດທີ່ຕົນເອງມັກຖືກຈັບຄູ່ກັນ, ເຫດການທີ່ເຄື່ອນຍ້າຍກະແສເຂົ້າໂດຍພອດທີ n ຈະຖືກກະແຈກກະຈາຍໄປຫາພອດອື່ນທັງໝົດ ແລະ ປ່ອຍອອກມາ. ຖ້າຄື້ນການເດີນທາງຂາອອກຂອງພອດ m-th ແມ່ນ bm, ຕົວກໍານົດການກະແຈກກະຈາຍລະຫວ່າງພອດ n ແລະພອດ m ແມ່ນ Smn = bm/an. ເຄືອຂ່າຍພອດຄູ່ມີສີ່ຕົວກໍານົດການກະແຈກກະຈາຍ S11, S21, S12 ແລະ S22. ເມື່ອທັງສອງ terminals ກົງກັນ, S11 ແລະ S22 ແມ່ນຄ່າສໍາປະສິດການສະທ້ອນຂອງພອດ 1 ແລະ 2 ຕາມລໍາດັບ, S21 ແມ່ນຄ່າສໍາປະສິດສາຍສົ່ງຈາກພອດ 1 ຫາພອດ 2, ແລະ S12 ແມ່ນຄ່າສໍາປະສິດການສົ່ງຕໍ່ໃນທິດທາງກົງກັນຂ້າມ. ເມື່ອ terminal m ຂອງພອດທີ່ແນ່ນອນບໍ່ກົງກັນ, ຄື້ນການເດີນທາງທີ່ສະທ້ອນໂດຍ terminal ເຂົ້າໄປໃນພອດ m. ນີ້ສາມາດເຫັນໄດ້ເທົ່າກັບພອດ m ແມ່ນຍັງຖືກຈັບຄູ່, ແຕ່ມີເຫດການຄື້ນຟອງການເດີນທາງຢູ່ໃນພອດ m. ດ້ວຍວິທີນີ້, ໃນກໍລະນີໃດກໍ່ຕາມ, ລະບົບສົມຜົນພ້ອມໆກັນຂອງການພົວພັນລະຫວ່າງເຫດການທີ່ທຽບເທົ່າແລະການອອກຄື້ນການເດີນທາງແລະຕົວກໍານົດການກະແຈກກະຈາຍໃນແຕ່ລະທ່າເຮືອສາມາດຖືກລະບຸໄວ້. ອີງຕາມການນີ້, ຕົວກໍານົດການລັກສະນະທັງຫມົດຂອງເຄືອຂ່າຍສາມາດແກ້ໄຂໄດ້, ເຊັ່ນ: ຄ່າສໍາປະສິດການສະທ້ອນທ້າຍຂາເຂົ້າ, ອັດຕາສ່ວນຄື້ນແຮງດັນ, impedance ວັດສະດຸປ້ອນແລະຄ່າສໍາປະສິດການສົ່ງຕໍ່ແລະປີ້ນກັບກັນຕ່າງໆໃນເວລາທີ່ terminals ບໍ່ກົງກັນ. ນີ້ແມ່ນຫຼັກການພື້ນຖານທີ່ສຸດຂອງການເຮັດວຽກຂອງ aເຄື່ອງວິເຄາະເຄືອຂ່າຍ. ເຄືອຂ່າຍພອດດຽວສາມາດຖືວ່າເປັນກໍລະນີພິເສດຂອງເຄືອຂ່າຍສອງພອດ. ນອກຈາກ S11, ມີ S21=S12=S22 ສະເໝີ. ສໍາລັບເຄືອຂ່າຍຫຼາຍພອດ, ນອກເຫນືອຈາກຫນຶ່ງຂາເຂົ້າແລະຫນຶ່ງຜອດຜົນຜະລິດ, ການໂຫຼດທີ່ກົງກັນສາມາດເຊື່ອມຕໍ່ກັບພອດອື່ນໆທັງຫມົດ, ເຊິ່ງເທົ່າກັບເຄືອຂ່າຍສອງພອດ. ໂດຍການເລືອກແຕ່ລະຄູ່ຂອງພອດໃນທາງກັບກັນເປັນວັດສະດຸປ້ອນແລະຜົນຜະລິດຂອງເຄືອຂ່າຍສອງພອດທຽບເທົ່າ, ດໍາເນີນການວັດແທກແລະລາຍຊື່ສົມຜົນທີ່ສອດຄ້ອງກັນ, ຕົວກໍານົດການກະແຈກກະຈາຍ n2 ທັງຫມົດຂອງເຄືອຂ່າຍ n-port ສາມາດແກ້ໄຂໄດ້, ແລະທຸກສິ່ງທຸກຢ່າງກ່ຽວກັບ ເຄືອຂ່າຍ n-port ສາມາດໄດ້ຮັບ. ຕົວກໍານົດການລັກສະນະ. ດ້ານຊ້າຍຂອງຮູບທີ 3 ສະແດງໃຫ້ເຫັນຫຼັກການຂອງຫນ່ວຍການທົດສອບໃນເວລາທີ່ການວັດແທກ S11 ກັບສີ່ພອດ.ເຄື່ອງວິເຄາະເຄືອຂ່າຍ. ລູກສອນຊີ້ບອກເສັ້ນທາງຂອງແຕ່ລະຄື້ນເດີນທາງ. ສັນຍານຜົນຜະລິດຂອງແຫຼ່ງສັນຍານ u ແມ່ນການປ້ອນເຂົ້າໃສ່ພອດ 1 ຂອງເຄືອຂ່າຍພາຍໃຕ້ການທົດສອບຜ່ານສະວິດ S1 ແລະຕົວປະສານທິດທາງ D2, ເຊິ່ງເປັນຄື້ນທີ່ເກີດເຫດ a1. ຄື້ນທີ່ສະທ້ອນຂອງພອດ 1 (ນັ້ນຄືຄື້ນທີ່ອອກ b1 ຂອງພອດ 1) ຖືກສົ່ງໄປຫາຊ່ອງທາງການວັດແທກຂອງຕົວຮັບຜ່ານຕົວເຊື່ອມຕໍ່ທິດທາງ D2 ແລະສະຫຼັບ. ຜົນ​ຜະ​ລິດ​ຂອງ​ແຫຼ່ງ​ສັນ​ຍານ u ໄດ້​ຖືກ​ສົ່ງ​ໄປ​ພ້ອມ​ກັນ​ກັບ​ຊ່ອງ​ທາງ​ກະ​ສານ​ອ້າງ​ອີງ​ຂອງ​ການ​ຮັບ​ໂດຍ​ຜ່ານ​ການ coupler ທິດ​ທາງ D1​. ສັນຍານນີ້ແມ່ນອັດຕາສ່ວນກັບ a1. ດັ່ງນັ້ນເຄື່ອງຮັບສັນຍານສອງຊ່ອງຄວາມກວ້າງໃຫຍ່ຂອງໄລຍະການວັດແທກ b1/a1, ນັ້ນແມ່ນ, S11 ແມ່ນການວັດແທກ, ລວມທັງຄວາມກວ້າງແລະໄລຍະຂອງມັນ (ຫຼືສ່ວນທີ່ແທ້ຈິງແລະສ່ວນຈິນຕະນາການ). ໃນລະຫວ່າງການວັດແທກ, ພອດ 2 ຂອງເຄືອຂ່າຍແມ່ນເຊື່ອມຕໍ່ກັບການໂຫຼດທີ່ກົງກັນ R1 ເພື່ອຕອບສະຫນອງເງື່ອນໄຂທີ່ກໍານົດໂດຍຕົວກໍານົດການກະແຈກກະຈາຍ. ອີກປະການຫນຶ່ງ coupler ທິດທາງ D3 ໃນລະບົບແມ່ນຍັງຢຸດເຊົາການໂຫຼດທີ່ກົງກັນ R2 ເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການຜົນກະທົບທາງລົບ. ຫຼັກການວັດແທກຂອງສາມຕົວກໍານົດການ S ທີ່ຍັງເຫຼືອແມ່ນຄ້າຍຄືກັນກັບນີ້. ດ້ານຂວາຂອງຮູບທີ 3 ສະແດງຕໍາແຫນ່ງທີ່ແຕ່ລະສະຫຼັບຄວນຈະຖືກວາງໄວ້ເມື່ອວັດແທກຕົວກໍານົດການ Smn ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.

ກ່ອນທີ່ຈະວັດແທກຕົວຈິງ, ສາມມາດຕະຖານທີ່ມີ impedances ທີ່ຮູ້ຈັກ (ເຊັ່ນ: ວົງຈອນສັ້ນ, ວົງຈອນເປີດແລະການໂຫຼດທີ່ກົງກັນ) ແມ່ນໃຊ້ສໍາລັບເຄື່ອງມືເພື່ອປະຕິບັດການວັດແທກຊຸດ, ເຊິ່ງເອີ້ນວ່າການວັດແທກການປັບຕົວ. ໂດຍການປຽບທຽບຜົນການວັດແທກຕົວຈິງກັບຜົນໄດ້ຮັບທີ່ເຫມາະສົມ (ໂດຍບໍ່ມີຄວາມຜິດພາດຂອງເຄື່ອງມື), ແຕ່ລະປັດໄຈຄວາມຜິດພາດຂອງຮູບແບບຄວາມຜິດພາດສາມາດຖືກຄິດໄລ່ແລະເກັບໄວ້ໃນຄອມພິວເຕີ, ດັ່ງນັ້ນຜົນໄດ້ຮັບການວັດແທກຂອງອຸປະກອນທີ່ຢູ່ພາຍໃຕ້ການທົດສອບສາມາດແກ້ໄຂຂໍ້ຜິດພາດໄດ້. Calibrate ແລະແກ້ໄຂຕາມຄວາມຖີ່ໃນແຕ່ລະຈຸດຄວາມຖີ່. ຂັ້ນຕອນການວັດແທກແລະການຄິດໄລ່ແມ່ນສັບສົນຫຼາຍແລະເກີນຄວາມສາມາດຂອງມະນຸດ.

ຂ້າງ​ເທິງເຄື່ອງວິເຄາະເຄືອຂ່າຍເອີ້ນວ່າເຄື່ອງວິເຄາະເຄືອຂ່າຍສີ່ພອດເພາະວ່າເຄື່ອງມືມີສີ່ພອດ, ເຊິ່ງເຊື່ອມຕໍ່ຕາມລໍາດັບກັບແຫຼ່ງສັນຍານ, ອຸປະກອນພາຍໃຕ້ການທົດສອບ, ຊ່ອງທາງການວັດແທກແລະຊ່ອງທາງການອ້າງອີງການວັດແທກ. ຂໍ້ເສຍຂອງມັນແມ່ນວ່າໂຄງສ້າງຂອງຕົວຮັບແມ່ນສັບສົນ, ແລະຄວາມຜິດພາດທີ່ເກີດຈາກເຄື່ອງຮັບບໍ່ໄດ້ລວມຢູ່ໃນຮູບແບບຄວາມຜິດພາດ.