TW200532528A - Apparatus and method for S-parameter calculation, and program and recording medium thereof - Google Patents
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Description
200532528 九、發明說明: I:發明戶斤屬之技術領域】 發明領域 、本發明係有關一種用來設計高頻電路等之^參數計算 5技術,特別係關於一種s-參數計算裝置及方法及其程式及 記錄媒體,可準確計算由複數個元件所組成之一整個系統 之S-參數,以及計算具有大縱橫比之任意長度單一元件(如 ^ 纜線或線路)之S-參數。 10 發明背景 首先說明S-參數。S-參數為指示一電路之輸入與輸出間 之關係之蒼數。當如第13圖所示有4埠終端之一電路由埠1輸 入時,對應某個特性之輸出出現於由埠i至埠4之各埠。此等 特性為埠1為反射,埠3為傳輸,以及埠2及埠4為串音。 15 帛13圖所示電路之傳輸、反射及串音之輸人與輸出間 • 之關係可以第14圖所示矩陣計算形式表示。第14圖中表示 該電路之輸入與輸出間之關係之矩陣(複矩陣)之矩陣元素 (Su至S44)為S-參數。確切言之,s•參數係指示各淳間之電 " 壓與相位之絕對值間之關係。 • 2G 第15圖所示有4埠終端之電路之輸入/輸出將作為範例 舉例說明。該圖中,假設附於各皡之數目⑴表示璋號碼 而Μ1%4)表不來自各埠之輪入,以仍匕4)表示各埠之 輪出。 第15圖所示有4埠終端之電路之輸入與輸出間之關係 5 200532528 可以複矩陣表示,複矩陣之矩陣元素係由S-參數Sn至組 成為· Μ Sll S]2 Si3 S]4 ^ r 、 ai b2 = S21 S22 S23 ^24 a2 5 b3 S31 S32 S33 S34 a3 b4 V. S41 S42 S43 S44 ^ S-參數可經由三維電磁場分析及實際測量擷取。使用 S-參數之傳輸分析係使用SPICE進行,SF1CE為通用電路模 10擬工具。SPICE經由結合輸入S-參數來進行傳輸分析。 當計算由複數個元件連結而成的整個系統之^參數時 ,试圖將整個系統視為一個模擬標的,使用基於三維電磁 場分析之技術來擷取S-參數,將造成模擬規模過大而無法 a十异S-參數。因此基於二維電磁場分析之技術有問題,無 15 法一次擷取整個系統之S-參數。 舉例言之,如第16圖所示,一系統包含一LSI 11〇、一 BGA(球柵陣列)m、一連接器112、一Bp(背板、一對 BP U3設置之通孔(圖中未顯示)、一pcB(印刷電路板仙 及線路115 ;當該系統接受三維電磁場分析時,網眼數目增 20加及計算時間延長,因而無法—次娜整⑽統之&參數。 此外,例如具有大縱橫比之元件(例如第17圖所示之線 路或繞線)之Sj數無法藉三維電磁場分析而有足夠準確度 ,必須實際上每次測量線路或觀等之長度之改變。 另一方面,如第18圖所示,於基於實際量測之技術之 6 200532528 情況下,例如當量測系統210(如探頭)附於連接器112上及 112下來測定連接器112之5_參數時’測^s_參數不僅包括 連接器112之S-參數同時也包括量測系統21〇之§•參數,結 果導故連接H112本身之s_參數之#|取準確度低劣。 5 齡有另—項問題,難關量有大縱橫比之元件(如缓 線或線路)之S -茶數。 如前述,習知難以計算由複數個元件組成之整個系統 之S-參數’因此當進行整個系統之傳财析時,習知技術 係個別擷取單一元件之S_參數,以及KSPICE模型將擷取所 10得之S-參數連結來進行傳輸分析。 例如習知技術分別於第16圖所示2LSI 11〇、BGA ιη 、線路115及連接器112進行三維電磁場分析,擷取逐一元 件之S-參數,如第19圖所示,於SPICE模型連結個別元件之 S-參數,以及如第16圖所示進行整個系統之傳輸分析。 15 經由使用第20A圖、第20B圖及第21圖,將更特別解說 習知技術。假設如第20A圖所示之一測試板211之§_參數經 擷取出,以及使用SPICE進行傳輸分析。第2〇A圖中參考號 碼212表示探頭,而115表示線路。第2〇B圖為第2〇A圖所示 測試板211之橫剖面圖。第20B圖所示測試板211標示為「 20 SUS」表示不鏽鋼部分。 如第20A圖所示,S-參數擷取標的範圍係對應於長度4 厘米部分,其係對應於線路115之線路長度。當s、參數指員取 標的範圍長時,無法以單一模型實現三維電磁場分析。因 此測試板211被分割為兩區··左部及右部,分別彳哨取久〔 7 200532528 S-蒼數。 第21圖顯不習知技術之原理。經過分割之測試板211中 左。卩之S-苓數及右部之^參數係經由三維電磁場分析個 別擷取。然後由擷取所得左部之^參數及右部之孓參數形 5成SPICE模型,將二SPICE模型連結及接受傳輸分析。 亚無任何文件說明一種技術,該進行整個系統之傳輪 刀析之技術可使用基於複數個心參數之聯絡碼來自動求出 整個系統之S-參數,獲得整個系統之參數,以及然後形 成一 SPICE模型。 1〇 §使用習知技術進行傳輸分析時,下式1所示反向pFT( 快速S立葉轉換)之進行次數係與連結於該SPICE模型之s_ 參數之數目相等。 Y(t)=I S(T)x(t-x)dx 式 1 式1可於離散區表示為如式2所示。 15 Υ(η Δ t)= ^S(kAt)x((n-k)At) 式 2 k=-(N-\) 因習知技術連結s-參數於SPICE模型,且重複進行式2 之積分叶异’故誤差可能累積至產生過多誤差而影響傳輸 分析。因此難以準確進行傳輸分析。 第22圖顯示使用習知技術經由對如第21圖所示之左部 20及右°卩之測試板擷取3-參數,以及經由從個別S-參數形成 SPICE核型’而對第2〇Α圖所示測試板21】進行傳輸分析的 ^果。圖中細線顯示測量值,而粗線顯示使用spiC]E之傳輸 200532528 刀析如第22圖虛線圈出區所示,當使用習知技術進行 SPICE傳輪分㈣,觀察得出現誤差(波形的干擾)。 卜白知技術無法由有大縱橫比之單一元件(例如纜 線或線路)之若作參數,求絲意長度之&參數。 【韻^明内容^】 發明概要 本發明之目的係提供計算s_參數之手段,其可解決前
10 15 20 述習吨術之前述問題,提供準確計算由複數個元件所組 成之完整系統之s-參數之手段,以及計算有大縱橫比之 一元件(例如纜線或線路)之任意長度之s-參數之手段。 本發明採用之技術容後詳述。第1圖顯示本發明之洛 。例如當對第篇圖所賴試板211進行傳輸分析時=理 明對已經㈣三維電磁場分析或實際量難別擷取之= S-麥數及右部S·參數進行聯絡計算,以及本發明計^部 測試板211之S-參數。 個 使用猎本發料算所得整個測試板211之5 spICE進行傳輸分析,只要求執行式2所料向附〜轉 藉此可以極小誤差進㈣輸分析,収^ ’ 輪分析。 干隹又礎什傳 換言之’本發明為-種供計算由複數個相同或 件組成之完《統之s_參數用之5_參數計算裝置。凡 包含輸入裝置’其係供對個別元件輸人S-參數;埠^置 應關係轉換裝置,其係、供轉換該所輸人之s_參數因鮮 於各兀件之預設輕置;S_參數/τ•參數轉換裝置,其係^ 9 200532528 對各元件轉換該轉換後之&參數成訂參數;計算裝 其係供對個別元件使用丁_參數進行矩陣叶嘗、、, 整系統之T-參數;T-參數/s_參數轉換裝置二==, 整系統計算所得之τ-參數成為完”統之S-參數;以及: 出裝置,其係供輸出經由鮮參數/s_參數轉換I : 完整系統之S-參數。 f
10 此外,本發明為一種供計算具有某種長度叫立⑽― 2或2以上之任意整數值)之長度之單—元件之s參數用2 參數計算裝置。該裝置包含輸人|置,其係供輸入該呈有 長度L之單-科之s_參數;槔位置對應關係轉換裝H 係供轉換該輪人之S_參數,因此#該單—元件連結時對庫 該預設之埠位置;s_參數/T_參數轉換農置,其係供轉換該 轉換後之S-參數成為丁_參數;計算裝置,其係供使用該τ_ 參數進行-矩陣計算,對單-元件其長度係對應於該具有 15長度L之單一元件循序連結之長度,重複計算Τ-參數處理
(Ν-1)次,以及計算具有長度為LxN之單一元件之參數; Τ-簽數/S-苓數轉換裝置,其係供將該具有長度為Ν之單 一兀件什异所得之τ-參數轉換成為具有長度為L· X Ν之單一 元件之s-參數;以及輸出裝置,其係供輸出該具有長度為L 20 x N之單一元件經由該P參數/S、參數轉換裝置所得之S-參 數0 此外,本發明為〆種供計算由複數個相同或不同元件 組成之完整系統之參數用之方法。該方法包含對個別元 件輸入S-參數;轉換該所輸入之^參數因而對應於各元件 200532528 之預設埠位置;對各元件轉換該轉換後之心參數成為丁_參 數;對個別元件使用τ-參數進行矩陣計算,以及計算完整 系統之τ·參數;轉換完㈣統計算所得之了_參數成為 '統之S-參數;以及輪出經由將該完整系統之τ參數轉成完 5整系統之8-參數所得之完整系統之S-參數。 此外,本發明為一種供計算由複數個相同或不同元件 組成之完整系統之S-參數用之S-參數計算程式。該程式造 鲁 Α一電腦執行對個別元件輸入S-參數;轉換該所輪入之^ 參數因而對應於各元件之預設蜂位置;對各元件轉換該轉 10換後之S_參數成為τ_參數;對個別元件使用τ參數進行矩陣 計算,以及計算完整系統之Τ_參數;轉換完整系統計算所 得之Τ-參數成為完整系統之s_參數;以及輸出經由將^ 整系統之T-參數轉成完整系統之s_參數所得之完整系統^ S-參數。 奴π句一禋,己錄參數計算程式之電 讀取之記錄媒體,該S-參數計算程式係用於計算由複 相同或不同元件組成之-完整系統之s•參數。該程式 一電腦執行對個別元件輸人s_參數;轉換該所輸入之: 數因而對應於各元件之預設璋 20 後之S-參數成為了夫教.伽 對各70件轉換該1 — 成牡減,對個取件制τ_纽進行網 二ΓΓΓΓ整純之τ.參數;轉換完«統計⑼ =錢絲m狀錢出㈣將該完 =之Μ數轉成完整系統之s_參數所得之完整系統之 11 200532528 本發明以高準確度計算由複數個元件組成之一完整系 統之s-參數。因此根據本發明,經由將各元件之s-參數個 別轉成SPICE模型,可比較習知技術進行傳輸分析更快速且 更準確地進行分析。 5 此外,根據本發明,可即使對有大縱橫比之單一元件 例如纟覽線或線路也可計异任意長度之S -參數。 圖式簡單說明 第1圖顯示本發明之原理。
第2圖顯示S-參數計算裝置之結構之範例。 10 第3圖顯示S-參數檔案之資料結構之範例。 第4圖顯示由S-參數轉成T-參數之轉換。 第5圖顯示兩個4埠電路之連結。 第6A圖顯示輸入檔案埠位置及基於該輸入檔案埠位置 之S-參數之範例。 15 第6B圖顯示代碼設定埠位置及基於該代碼設定埠位置 之S-參數之範例。 第7圖顯示一埠編號輸入畫面之範例。 第8圖顯示不同S-參數之聯絡處理流程。 第9圖顯示任意長度之S-參數之計算。 20 第10圖顯示任意長度之缆線之S-參數計算處理流程之 範例。 第11圖顯示本發明之應用例。 第12A圖顯示當計算一微長條線之S-參數時之反射特 性。 12 200532528 性 第12B圖顯示當計算一 从長條線之S-參數時之傳輸特 弟13圖择員示一兩攸夕认 包路之輪入/輪出關係。 第14圖顯示S-參數。 第15圖顯示一呈右皇 笛16FI站,、有阜ά之電路之輸入/輸出關係。 弟16圖顯示系統之範例。 第17_示線路或缓線。
第18圖連接器之3•參數之測量範例。 第19圖顯㈣—spiCE模型之s參數之聯絡 第2〇八圖|員示一測試板。 第20B圖|員示該測試板之剖面圖。 第21圖顯示習知技術之原理。 第22圖顯示使用該習知技術之傳輸分析結果。 15較佳貫施例之詳細說明 第2圖顯示本發明之^參數計算裝置之結構之範例。該 圖中,參考號碼1表示一s-參數計算裝置,其包含cpu及^ 憶體等硬體及軟體程式,10表示事先對各個元件計算所得 之S-參數檔案。於該S-參數計算裝置丨,參考號碼u表示s_ 20芩數檔案輸入區段,12表示埠位置對應關係轉換區段,13 表示S-參數/T-參數轉換區段,14表示聯絡計算區段,Μ辛 示T-參數/S-參數轉換區段及16表示S-參數槽案輸出i p S-參數擔案輸入區段11由事先提供之;5-參數樓案1 〇 對組成一傳輸分析標的系統之各個元件輪入心來數。此外 13 200532528 ,當計算任意長度之纜線或線路等之 案輸入區段H也可對部分_或線料瘦 s夢數4田 之S-參數槽案1G來輪人S_參數。 、定揭取所得 第3圖顯示S-參數播案之資料結構之範例u數斤安 _存心參數(Sll至S44),例如第3嶋個辦心。; 貝枓格式為Touchstone格式。此處,於某個 主- aw 卞參歎係 表不為MA=(幅度,角度)。此外,也可表示為I⑽角 度)以及RI=(實際,影像),本發明也適用於其它表示去之$ 參數0 〆 10 谭位置對應關係轉換區段12進行埠位置對應關係轉換 處理’其將格參數㈣1G輸人之s_參料位置調整成為 與於對-聯絡計算預言史順序之埠位置呈對應關係;以及重 排該S-參數。此種埠位置對應關係轉換處理之細節說明如 後0 S-參數/T-參數轉換區段13將s-參數轉換成為τ_參數俾 允許進行矩陣計算。例如如第4圖所示,s—參數心】至被 轉換成T-參數Tll至丁44。第4圖所示T-參數例如為可表示第 15圖所示電路之左部輸入/輸出與及右部輪入/輸出間之關 係之矩陣元素。 聯絡计鼻區段14對各個元件經由轉換參數所得之 參數進行聯絡計算,以及獲得接受傳輸分析之完整系統之 Τ-參數。Τ-參數/S-參數轉換區段15將完整系統之τ_參數轉 成完整系統之S-參數。S-參數檔案輸出區段16輸出計算所 得之完整系統之S-參數。 14 200532528 根據本發明之s-參數之聯絡計算之細節說明如後。如 第4圖帥,S-參數/T-參數轉換區段13將各個元件之S-參數轉 成T-參數,藉此讓一電路被連結。原因在於雖然S-參數顯 示一電路之輸入與輸出間之關係,但T-參數顯示一電路之 5 左部輸入/輸出與右部輸入/輸出間之關係,因此可使用矩陣 計算來進行連結/分開操作。 第5圖顯示兩個4琿電路之連結。第5圖中,aiA(l<^4) 及biA(lSi^4)顯示電路A之埠1至埠4各埠之輸入及輸出;以 及aiB(KK4)及biB(l<匕4)顯示電路B之埠1至埠4各淳之輸入 10 及輸出。電路A之T-參數為TA,電路B之T-參數為TB。 電路A之左部輸入/輸出與右部輸入/輸出間之關係使 用TA表示:
Μ 〃a4广 b3A =τΑ · ^2A 15 aiA b4A a3A ,b2A 以及電路B之左部輸入/輸出與右部輸入/輸出間之關 係使用TB表示:
20 b3B =TB · ^2B alB b4B a3B V ) b2B 、 J 15 200532528 電路A之埠2連結至 當電路A之埠4連結至電路B之崞卜 電路B之埠3時:
’a4A、 a2A =ΤΑ · t>3B b4A alB ^2Α v J ,a3B 如 敕個電路之了·讀乘法結果Ta · Tb變成連結後的 失數二《Τ_减。#連結後整個電路之τ·參數被轉成s-参數%,可獲得連結後整個電路之s-來數。 20 對=欠’將使用第从圖、第_及第7圖說明藉埠位置 轉換區段12所做處理之細節。用妙參數之^ 各個終端(各個埠)加編號 疋 頭設定順序,叹錢順料#實㈣測時之探 號順序可因量測者而異 場分析時之埠設定順序,蝙 埠編號係與S-參數之4 皁元素編5虎相關,而連結要求 10 此於第5圖所示連結後,— 盥右邱鈐入山 凡整電路之左部輸入/輸出 、右^^輸出間之關係可以下式3所示矩陣計算表示:
MA t>3A alA a3A
=ΤΑ· TB 15
α4Β a2B ^4B ^2BJ 式3 16 200532528 有相同埠編號排列。但實際量測與三維電磁場分析間之埠 位置各異。為了解決此項問題,於由s_參數檔案輪入心參 數後,本發明根據藉代碼(程式)預設之埠位置,來重排所輪 入之s-參數矩陣之各元素。 5 第6A圖顯示輸入檔案埠位置以及一基於該輪入檔案埠 位置之S-參數之範例;以及第6B圖顯示代碼設定埠位置以 及一基於該代碼設定埠位置之3_參數之範例。第6A圖之左 圖為輸入檔案埠位置,其為對應該輸入檔案之^參數之埠 位置;以及第6A圖之右圖顯示基於該輸入檔案左圖埠位置 1〇之3-參數。此外,第6B圖之左圖顯示代碼設定埠位置,其 為藉代碼預設之埠位置;以及第_之右圖顯示基於該代 碼設定埠位置之S-參數。 於一進行聯絡計算之程式,該計算處理係根據第6B圖 15 20 之埠位置(編號)排列之S-參數進行,因此須將由S-參數檀荦 輸入之第6A®右圖之5參數元素,如⑽圖之左圖所示根 據碼設定埠位置轉換,且❹轉換後之S·參數…至S44)。 蟑位置對應關係轉換區段12顯示第7圖所示璋編號輸入晝 面’由使用者輸入痒位置對應關係資訊,以及進行s•參數 元素之位置之轉換處理。 第7圖顯示淳位置對應關係轉換處理之埠編號輸入畫 面之_。與細__同之埠位置之代碼設料位置 顯示於第7圖之輸入晝面右側。 於第7圖以虛線包圍之輸入檔案埠位置設定書面中,使 用者於4個埠位置輸入編號…之璋號瑪。第7圖中,經由 17 200532528 輸入埠號碼,例如可設定與第6A圖之左圖相同的埠位置。 對應此等輸入標案埠位置之參數顯示於第6A圖之右圖。 右於没定輸入檔案埠位置後,使用者點選「〇κ」鈕,則第 • 6Α圖右圖所示S-參數重排而轉成第6Β圖右圖所示之&參數 5 (Sh至S44)。 本^明中,輸入檔案之S-參數係根據代碼設定埠位置 轉換因此即使當輸入之心參數槽案係對應於不同蜂位置 • #,s•參數也可被連結。本發明中,經由進行前文說明之 璋位置對應關係轉換處理,可連結1參數之實際量測值與 1 〇 分析值。 ,第8圖顯示根據本發明之s_參數之聯絡處理之流程圖 。首先’輸人組成-系統之各個元件之經由實際量測或三 維電磁場分析所得格參數(步額)。其次,為了允許聯絡 組合該實際測量值及分析值,&參數根據代石馬設定痒位置 15 而轉換(步驟S2)。 • s•參數轉成τ•參數,對τ.參數應驗陣計算(步驟S3)。 然後使用式3進行聯絡計算(步驟叫。經由聯絡計算結果所 得之τ-參數被轉成s_參數(步驟功;以及計算所得之5_參數 •被輸出為樓案(步驟S6),以及結束處理。 • 2G 〃錢處財,計算有二元件之整個系統之s•參數之計 算時間約為10秒至20秒。由此,顯然即使元件數目增加°, 仍然可在相當短時間内求出S-參數。 曰 如前文說明,本發明係經由複矩陣(τ_參數組成之矩陣) 之乘法來聯絡各個元件之S-參數。本發明之範圍非僅限於 18 200532528 具有4終端或8終端之電路,反而也可應用於有更多埠之電 路0 其次將說明使用本發明處理具有任意長度之線路/纜 線之S-參數之計算。如第9圖所示,本發明聯絡對例如長約 5 5毫米之纜線進行三維電磁場分析結果所得之S-參數檔案 ,來算出有任意長度之纟覽線之S-參數。根據本發明,經由 使用纜線或線路等之部分長度之S-參數,可於短時間内算 出任意長度之S-參數。 第10圖顯示具有任意長度之纜線之S-參數計算處理流 10 程之範例。首先,規定儲存有纜線部分長度之S-參數之S-參數檔案(步驟S11),輸入連結次數N(步驟S12),以及根據 代碼設定埠位置來轉換S-參數(步驟S13)。 例如於第7圖所示之埠號碼輸入晝面,任意連結次數叫 第7圖為「5」)輸入「重複次數(整數)」,1至4之埠編號則輸 15 入虛線框出該區指示之輸入檔案埠位置設定晝面,來執行 步驟S12、S13。 其次,S-參數被轉成T-參數(步驟S14)。其次,式3表示 之矩陣計算進行N-1次(步驟S15)來獲得具有預定長度之丁一 參數。所得T-參數被轉成S-參數(步驟S16),所得具有任意 2〇 長度之S-參數被輸出為檔案(步驟S17),以及結束處理。 如上示,本發明經由重複計算由T-參數組成之複矩陣 ’可計算有任意長度之纜線之S-參數等,即使於埠數目增 加,恰如同前述連結情況之埠數目增加時仍然適用。 第11圖顯示使用根據本發明計算所得之S-參數藉 19 200532528 S PIC E進行傳輸刀析結果與實瞭量測值間之比較。本實驗中 ,第2〇A圖所示測試板211被分割成左部及右部,如第i圖所 =,藉實際量測兩部分測得之S-參數使雜據本發明之S· 5 10 15 20 芩數。十开方法和絡’ SPICE傳輪分析係使用對整個測試板 211計算所得之S-參數進行。 圖t虛m整個測試板叫之實際量測結果,以及 貝線,、、、員不藉SPICE進仃傳輸分折所得結果。spicE傳輸分析 、=良好匹配實際里魏,且未觀察得波形干擾。由與使 用第22圖所之自知技術進行傳輸分析結果,換言之與將 4式板211之左σ卩及右部之s•參數轉成spicE模型且進行傳 輸分析結果比較,顯然經由使用藉本發明計算所得整個系 統之^减之傳輸分析可進行更準確的傳輸分析。 第A圖及第12B圖顯示根據本發明對$厘米微長條線 ==維電磁場分析所得、參數,進行聯絡計算,以及計 失數長又⑽厘米)及二倍長度(15厘米)之微長條線之S-茶數後,所得暫態分析結果。 數#^1从圖之電壓100之下降顯示5厘米微長條線-參 降”、、員不Ss-芩數聯絡且 數時之反料ft 長度之微長條線之s-參 莽得有m,電屢102之下降顯示當S-參數聯絡且 传有二倍長度之微長條線之S-參數時之反射特性。 線之===之電咖〇之上升顯示5厘米微長條 m〇1之上斗二本電磁場分析所得時之傳射特性;電 上升顯示當S-參數聯絡且獲得有加倍長度之微長 20 200532528 條線之s-參數時之傳輸特性,· 以及電壓202之上升顯示當S- 參數聯絡且獲财三倍長度之«㈣之S·參數時之傳輸 特性 於反射’如織圖顯然易 增加,下降之料H及 L長度的 然易知,隨著#傳輪,如第12B圖顯 此外:度的增加,電麼上升之時序延遲。
… 41GGT降時序至電伽1下㈣相之時間 間隔係等於電壓1〇1下降 、礓 間p m T…序至電壓脱下降時序間之時間 10 上升時序至電_上升時序間之_ 間隔。、❿01上升時序至電壓2〇2上升時序間之時間 據本Π顯然S參數根據本發明可正確聯絡。由此⑽ 線之^參2錄之聯絡允許正確計算具有任意長度之雙 及於雕計算處理可使用電腦 ^ ’也可提供記錄於電腦可讀取記錄媒體之 程式或提供透過網路下載之程式。 【圖式簡單說明】 第1圖顯示本發明之原理。 20 幻圖顯示s-參數計算裝置之結構之範例。 圖顯示s•參數齡之資料結構之範例。 弟4圖顯示'參數轉成τ-參數之轉換。 第5圖顯示兩個4埠電路之連結。 乐6A圖顯示輪入槽案蜂位置及基於該輸入槽案璋位置 21 200532528 之s-參數之範例。 第6B圖顯示代碼設定埠位置及基於該代碼設定埠位置 之S-參數之範例。 第7圖顯示一埠編號輸入晝面之範例。 5 第8圖顯示不同S-參數之聯絡處理流程。 第9圖顯示任意長度之S-參數之計算。 第10圖顯示任意長度之纜線之S-參數計算處理流程之 範例。 第11圖顯示本發明之應用例。 10 第12A圖顯示當計算一微長條線之S-參數時之反射特 性。 第12B圖顯示當計算一微長條線之S-參數時之傳輸特 性。 第13圖顯示一電路之輸入/輸出關係。 15 第14圖顯示S-參數。 第15圖顯示一具有4埠終端之電路之輸入/輸出關係。 第16圖顯示系統之範例。 第17圖顯示線路或纜線。 第18圖顯示一連接器之S-參數之測量範例。 20 第19圖顯示於一 SPICE模型之S-參數之聯絡。 第20A圖顯示一測試板。 第20B圖顯示該測試板之剖面圖。 第21圖顯示習知技術之原理。 第22圖顯示使用該習知技術之傳輸分析結果。 22 200532528 【主要元件符號說明】 1...S-參數計算裝置 111...BGA(球柵陣列) 10...S-參數檔案 112...連接器 11...S-參數檔案輸入區段 113···ΒΡ(背板) 12...埠位置對應關係轉換區段 114...PCB(印刷電路板) 13... S-參數/T-參數轉換區段 115...線路 14…聯絡計鼻區段 200、2(Π、202…電壓 15…T-參數/S-參數轉換區段 210…量測系統 16... S-參數檔案輸出區段 211...測試板 100、10卜102…電壓 212...探頭 110 …LSI S1-S6、S11-S17···步驟 23
Claims (1)
- 200532528 十、申請專利範圍·· 1· 一種供計算由複數個相同或不同元件組成之完整系統 之S-參數用之S-參數計算裝置,該裝置包含: 輸入裝置,其係供對個別元件輸入s_參數; 埠位置對應關係轉換裝置,其係供轉換該所輸入之 S-參數因而對應於各元件之預設埠位置; S-參數/τ~參數轉換裝置,其係供對各元件轉換該轉 換後之S-參數成為Τ-參數; °十异裝置,其係供對個別元件使用T-參數進行矩陣 計算’以及計算完整系統之τ_參數; Τ-茶數/S-參數轉換裝置,其係供轉換完整系統計算 所得之t參數成為完整系統之S-參數;以及 輸出裝置,其係供輸出經由該P參數/s_參數轉換裝 置所得之完整系統之s_參數。 15 2. 如申請專利笳ΙΪ!筮1 «ν O A A,、. u值)之長度之單-元件U參數狀s•參數計算裝 置,該裝置包含: 輪入裝置’其係供輸人該具有長度£之單—元件之 24 200532528 s-參數; 埠位置對應關係轉換裝置,其係供轉換該輸入之 S-參數,因此當該單一元件連結時對應該預設之埠位 置; 5 S-參數/T-參數轉換裝置,其係供轉換該轉換後之S- 參數成為T-參數; 計算裝置,其係供使用該T-參數進行一矩陣計算, 對單一元件其長度係對應於該具有長度L之單一元件循 序連結之長度,重複計算T-參數處理(N-1)次,以及計算 10 具有長度為LxN之單一元件之T-參數; T-參數/S-參數轉換裝置,其係供將該具有長度為L X N之單一元件計算所得之T-參數轉換成為具有長度為 LxN之單一元件之S-參數;以及 輸出裝置,其係供輸出該具有長度為L X N之單一 15 元件經由該T-參數/S-參數轉換裝置所得之S-參數。 4. 如申請專利範圍第3項之S-參數計算裝置,其中該埠 位置對應關係轉換裝置顯示一晝面來對一聯絡計算 ,輸入對應該所輸入之S-參數之一元件之埠位置與該 元件之預設埠位置間之對應關係之資訊;以及基於由 20 該輸入晝面輸入之對應關係貧訊’重排所輸入之S -蒼 數。 5. —種供計算由複數個相同或不同元件組成之完整系統 之S-參數用之方法,該方法包含: 對個別元件輸入S-參數; 25 200532528 轉換該所輸入之s-參數因而對應於各元件之預設 埠位置; 對各元件轉換該轉換後之S-參數成為T-參數; 對個別元件使用T-參數進行矩陣計算,以及計算完 5 整系統之T-參數; 轉換完整系統計算所得之T-參數成為完整系統之S -參數;以及 輸出經由將該完整系統之T-參數轉成完整系統之S-參數所得之完整系統之S-參數。 10 6. —種使用一電腦供計算具有某種長度L N倍(N表示2或2 以上之任意整數值)之長度之單一元件之S-參數用之方 法,該方法包含: 輸入該具有長度L之單一元件之S-參數; 轉換該輸入之S-參數,因此當該單一元件連結時對 15 應該預設之璋位置; 轉換該轉換後之S-參數成為T-參數; 使用該T-參數進行一矩陣計算,對單一元件其長度 係對應於該具有長度L之單一元件循序連結之長度,重 複計算T-參數處理(N-1)次,以及計算具有長度為L X N 20 之單一元件之T-參數; 將該具有長度為L X N之單一元件計算所得之T-參 數轉換成為具有長度為Lx N之單一元件之S-參數;以及 輸出該具有長度為L X N之單一元件經由將該T-參 數轉成S-參數所得之S-參數。 26 200532528 7. —種供計算由複數個相同或不同元件組成之完整系統之 S-參數用之S-參數計算程式,該程式造成一電腦執行: 對個別元件輸入S-參數; 轉換該所輸入之S-參數因而對應於各元件之預設 5 埠位置; 對各元件轉換該轉換後之S-參數成為T-參數; 對個別元件使用T-參數進行矩陣計算,以及計算完 整系統之T-參數; 轉換完整系統計算所得之T-參數成為完整系統之S -10 參數;以及 輸出經由將該完整系統之T-參數轉成完整系統之S-參數所得之完整系統之S-參數。 8. —種使用一電腦供計算具有某種長度LN倍(N表示2或2 以上之任意整數值)之長度之單一元件之S-參數用之S- 15 參數計算程式,該程式造成該電腦執行: 輸入該具有長度L之單一元件之S-參數; 轉換該輸入之S-參數,因此當該單一元件連結時對 應該預設之埠位置; 轉換該轉換後之S-參數成為T-參數; 20 使用該T-參數進行一矩陣計算,對單一元件其長度 係對應於該具有長度L之單一元件循序連結之長度,重 複計算T-參數處理(N-1)次,以及計算具有長度為L X N 之單一元件之T-參數; 將該具有長度為L X N之單一元件計算所得之T-參 27 200532528 數轉換成為具有長度為Lx N之單一元件之S-參數;以及 輪出該具有長度為L X N之單一元件經由將該T-參 數轉成S j數所狀s_參數。 . · 種冗錄、參數計算程式之電腦可讀取之記錄媒體,該 • 5 ''參數計算程式係用於計算由複數個相同或不同元件組 、 元正系統之S-參數,該程式造成一電腦執行: 對個別元件輸入S-參數; Φ 轉換该所輸入之S-參數因而對應於各元件之預設 埠位置; 10 對各元件轉換該轉換後之S-參數成為T-參數; 對個別元件使用T-參數進行矩陣計算,以及計算完 整系統之T-參數; ▲轉換完整系統計算所得之T-參數成為完整系統之1 參數;以及 15 ☆輸出經由將該完整系統之T-參數轉成完整系統之1 • 苓數所得之完整系統之S-參數。 10· 一種供記錄一1參數計算程式用之電腦可讀取之記錄 媒體,該S-參數計算程式係用於使用一電腦供計算具有 某種長度L N倍(N表示2或2以上之任意整數值)之長度 • 20 之單一元件之S-參數,該程式造成該電腦執行: 輸入該具有長度L之單一元件之S-參數; 轉換該輸入之S-參數,因此當該單一元件連結時對 應該預設之埠位置; 轉換該轉換後之S-參數成為T-參數; 28 200532528 使用該τ-參數進行一矩陣計算,對單一元件其長度 係對應於該具有長度L之單一元件循序連結之長度,重 複計算Τ-參數處理(Ν-1)次,以及計算具有長度為L X Ν 之單一元件之Τ-參數; 5 將該具有長度為L X Ν之單一元件計算所得之Τ-參 數轉換成為具有長度為Lx Ν之單一元件之S-參數;以及 輸出該具有長度為L X N之單一元件經由將該T-參 數轉成S-參數所得之S-參數。 11. 一種使用S-參數分析由複數個相同或相異之元件組成 10 之一完整系統之輸入/輸出特性之輸入/輸出特性分析裝 置,該裝置包含: 計算裝置,其係供使用該S-參數計算裝置,由個別 元件之S-參數計算完整系統之S-參數;以及 分析裝置,其係供使用該計算得之完整系統之S-參 15 數,經由SPICE分析該輸入/輸出特性, 其中該S-參數計算裝置進一步包含: 輸入裝置,其係供對個別元件輸入S-參數; 埠位置對應關係轉換裝置,其係供轉換該所輸入之 S-參數因而對應於各元件之預設埠位置; 20 S-參數/T-參數轉換裝置,其係供對各元件轉換該轉 換後之S-參數成為T-參數; 計算裝置,其係供對個別元件使用T-參數進行矩陣 計算,以及計算完整系統之T-參數; T-參數/S-參數轉換裝置,其係供轉換完整系統計算 29 200532528 所仔之τ-參數成為完整系統之s、參數;以及 輸出衣置’其係供輸^經由該τ•參數/s•參數轉換裝 置所得之完整系統之s-參數。 ,$ I2·—種使用^參數分析由複數個相同或相異之元件組成 • 5 之一完整系統之輸入/輸出特性之輪入/輸出特性分析裝 置,該裝置包含: 计异裝置,其係供使用該參數計算裝置,由個別 • 元件之s_參數計算完整系統之S-參數;以及 分析裝置,其係供使用該計算得之完整系統之3參 數^由SPICE分析該輸入/輸出特性, 其中該S·參數計算裝置係、計算具有某種長度[N倍 (表示2或2以上之任意整數值)之長度之單一元件之 參數,進一步包含·· 輸入裝置,其係供輸入該具有長度L之個別元件之 15 S-參數; _ 璋位置對應關係轉換裝置,其係供轉換該輸入之§_ 芩數,因此當該個別元件連結時對應該預設之埠位置; S-參數/T-參數轉換裝置,其係供轉換該轉換後之s_ 參數成為T-參數; 2〇 ^ 々斤 •計算裝置,其係供使用該丁_參數進行一矩陣計算, 對7L件其長度係對應於該具有長度[之個別元件循序連 結之長度,重複計算T-參數處理(N-1)次,以及計算具有 長度為LxN之元件之T-參數; T-參數/S-參數轉換裝置,其係供將該具有長度為乙 30 200532528χ N之元件計算所得之T-參數轉換成為具有長度為Lx N 之元件之S-參數;以及 輸出裝置,其係供輸出該具有長度為L χ N之元件 經由該T-參數/S-參數轉換裝置所得之S-參數。 31
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