TWI292544B - S-parameter calculation apparatus, method for calculating s-parameters, computer-readable recording medium recording an s-parameter calculation program, and input/output characteristic analysis apparatus - Google Patents

Description

1292544 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 發明領域 本發明係有關一種用來設計高頻電路等之s參數計瞀 5技術’特別係關於一種S-參數計算裝置及方法及其程式: 記錄媒體，可準確計算由複數個元件所組成之_整個系統 之S-參數，以及計算具有大縱橫比之任意長度單—元件、(如

纜線或線路)之S-參數。 10 15 發明背景 首先說明s-參數i's·今為指示一電路之輸入與 之色數。當如第U圖所示有4埠終端之一電路由^ 入時’對應某個特性之輸出出現於由蜂i至谭4之各淳。此^ 特性為槔1為反射’埠3為傳輸，以及蜂2及淳4為串音。 第13圖所示電路之傳輸、反射及串音之輸入與輸出間 之關係可以第14®所示轉計算形式表示。第_中表八 該電路之輸人與輸㈣之㈣之_(複矩陣）之矩陣^ (Su至s44)為S-參數。確切言之，s參數係指示各槔間之電 壓與相位之絕對值間之關係。 第15圖所示有4蟑終端之電路之輸入/輸出將作為範例 舉例說明。該圖中，假設附於各琿之數目⑴表示璋號竭 而W如4)表示來自各槔之輪入，以及邮钟表示 輪出。 第15圖所示有44終端之電路之輸人與輸出間之關係 20 1292544 可以複矩陣表示，複矩陣之矩陣元素係由s_參數Sii至S44組 成為· 「b。 Sn S12S13S14、 r 、 ai b2 = S21 S22 S23 S24 a2 5 b3 S31 S32 S33 S34 a3 - b4 S41 S42 S43 S44 y 由二維電磁場分析及實際測量擷取。使用 S-參數之傳輸为析係使用SWCE進行，spICE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。 當計算由複數假元件連結而成的整個系統之L參數時 ，試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 計异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)113、一對 ΒΡ 113δ又置之通孔（圖中未顯示）、(印刷電路板）114 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-次擷取整個系統之S-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、見線)之Sj數無法藉三維電磁場分析❿有足夠準球度 ，必須κ際上每次測量線路或纜線等之長度之改變。 另方面，如第18圖所示，於基於實際量測之技術之 6 1292544 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S-參數時，測定之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S-參數，結 果導致連接器112本身之s-參數之擷取準確度低劣。 5 此外有另一項問題，難以測量有大縱橫比之元件(如纜 線或線路)之S-參數。 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輸分析時，習知技術 係個別擷取單一元件之S-參數，以及於SPICE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圖所示之LSI 110、BGA m 、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^ 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。

此測試板211被分割為兩區：左部及右部， ‘食度。當S-參數擷取 二維電磁場分析。因 邛，分別擷取各區之 7 1292544 s-參數。 第21圖顯示習知技術之原理。經過分割之測試板211中 ，左部之S-參數及右部之S-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水 5成SPICE模型，將二SPICE模型連結及接受傳輸分析。 並無任何文件說明一種技術，該進行整個系統之傳輪 分析之技術可使用基於複數個S-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。 〇 當使用習知技術進行傳輸分析時，下式1所示反向FFT( 快速富立葉轉換）之進行次數係與連結於該SPICE模型之s_ 參數之數目相等。

式2 γ ⑴=i S(T)x(t-x)dx 式1可於離散區表示為如式2所示。

0 Υ(ηΔ〇= Y^S(kAt)x((n-k)At) k=-(N-l) 因習知技術連結S-參數於SPICE模型，且重複進行式2 之積分計算，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及右部之測試板擷取s-參數，以及經由從個別S-參數形成 SPICE模型，而對第20A圖所示測試板2η進行傳輸分析的 結果。圖中細線顯示測量值，而粗線顯示使用SpicE之傳輸 1292544 sp 罘22圖虛線圈出區所示，當使用習知技術進行 CE#輪分析時’觀察得出現誤差（波形的干擾）。 此外，習知技術無法由有大縱橫比之單一元件（例如纜 、或線路)之若干1參數，求出任意長度之S·參數。 【發明内容】 發明概要 10 15 20 、河發明之目的係提供計算S-參數之手段，其可解決前 述白知技術之前述問題，提供準確計算由複數個元件所組 j之π整系統之5_參數之手段，以及計算之單 一牛(例如繞線或線路)之任意長度之s參數之手段。 本發明採用之技術容後詳述0 例如§對第2〇A圖所示測試板211進行傳輸分析時，本發 月對已㈣*三維電磁場分析或實際量測個職取之左部 料™計算整個 二㈣ 叮、η 要衣執行式2所示反向FFT_次， 精此可以糾、縣進行傳輪 輸分析。 厅以及以问準確度進行傳 ^言之’本發明為—種供計算由複數 =之完整系統之s_參數用 二二 =輸入裝置，其係供對個別元件輸人二= 應關係轉換裝置，其係供轉換 /數，埠位置對 9 1292544 對各元件轉換該轉換後之s_參數成為丁_參數；計算裝置， 其係供對個別元件使用τ_參數進行矩陣計算，以及計算完 整系統之Τ-簽數；Τ-參數/S-參數轉換裝置，其係供轉換完 整系統計算所得之Τ-參數成為完整系統之S-參數；以及輸 5出裝置，其係供輸出經由該T-參數/s-參數轉換裝置所得之 完整系統之S-參數。

此外，本發明為一種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參數用之3_ 參數計算裝置。該裝置包含輸入裝置，其係供輸入該具有 10長度L之單一元件之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；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，其係供使用該丁_ 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-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之單—元件之τ參數； τ-參數/s-參數轉換裝置，其係供將該具有長度為之單 -元件計算所得之τ_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之單一元件經由該Τ-參數/S、參數轉換裝置所得二:參 數。 ' 此外，本發明為〆種供計算由複數個相同或不同元件 組成之元整Us-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、參數因而對應於各元件 20 1292544 預"又璋位置’對各元件轉換該轉換後之s·參數成為τ-參 數對個別元件使用參數進行矩陣計算，以及計算完整 f統之b數，轉換完整系統計算所得之了·參數成為完整系 統茶數，以及輸出經由將該完整系統之參數轉成完 5整系統之S-參數所得之完整系統之5參數。 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 成一電腦執行對個別元件輸入S-參數；轉換該所輸入之S-減因而對應於各元件之預設埠位置；對各元件轉換該轉 10換狀s•參數成奸參數；對_元件偏T.參數進行矩陣 二及整系統之了·參數；轉換完整系統計算所 得之T-蒼數成為完整系統之s參數；以及輸出經由將該完 整糸統之T-茶數轉成完整系統之s-參數所得之完整 S-參數。 15 20 此外 “ β本發明為"種記錄—&參數計算程式之電腦可 項取之記錄媒體，該s•參數計算程式係·計算由複數個 相同或不同元件組成之—完整系統之5_參數。該程式造成 一電腦執行對個別元件輸人S-參數；轉換該所輸入之S-來 :因而對應於各元件之預設槔位置;對各元件轉換該轉換 二之S翏麵τ_讀；對個別元件使訂參數進行矩陣計 异’以及計算完整緒之Τ—參數；轉換完㈣統計算所得 統之s_參數;以及輸出經由將該完整 祕之錄轉成完整系統之5-參數所得之完整系統之s_ 芩數。 11 !292544 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SPICEM’可比較f知技㈣行傳輸分析更快速且 更準確地進行分析。 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算任意長度之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。 第3圖顯示S-參數檔案之資料結構之範例。 弟4圖顯示由S-爹數轉成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。 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。 弟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。 第12A圖顯示當計算一微長條線之S-參數時之反射特 性0 12 1292544 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。 第14圖顯示S-參數。 5 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。 第19圖顯示於一 SPICE模型之S-參數之聯絡。 10 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。 I：實施方式3 15 較佳實施例之詳細說明

第2圖顯示本發明之S-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及記 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1，參考號碼11表示S-20 參數檔案輸入區段，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，15表 示T-參數/S-參數轉換區段及16表示S-參數檔案輸出區段。 S-參數檔案輸入區段11由事先提供之S-參數檔案10， 對組成一傳輸分析標的系統之各個元件輸入S-參數。此外 13

1292544 ，當計算㈣長度之纜線錢料之s·績時，s夫好 案輸入區段u也可對部分_錢路⑼由規定擷取所得 之S-參數檔案10來輸入S-參數。 苐3圖顯示S-參數檔案之資料結構之範例。s參數播案 5 10儲存S-參數(SljS44)，例如第3圖對各個頻率所示。: 資料格式為Touchstone格式。此處，於某個㈣之§參數係 表示為MA=(幅度，角度）。此外，也可表示為〇Β=⑽角 度）以及RI=(實際，影像）’本發明也適用於其它表示法之^ 參數。 10 彳位置對應關係轉換區段12進行埠位置對應關係轉換 處理，其將由S-參數槽案10輸入之s_參數埠位置調整成為 與於對一聯絡計算預設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。 S-參數/T-參數轉換區段13將S-參數轉換成為T-參數俾 允許進行矩陣計算。例如如第4圖所示，S-參數Su至S44被 轉換成T-參數Tll至A4。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/輸出與及右部輸入/輸出間之關 係之矩陣元素。 20 聯絡計算區段14對各個元件經由轉換S-參數所得之T- 參數進行聯絡計算，以及獲得接受傳輸分析之完整系統之 T-參數。T-參數/S_參數轉換區段15將完整系統之T-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。 1292544 *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-電路被連結。原因在於雖㈣參數顯 示一電路之輸入與輸出間之關係，但τ參數顯示一電路之 5左部輪入/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埠電路之連結。第5圖中，匕4) 及biA(l^i^4)顯不電路A之埠1至埠4各埠之輸入及輸出；以 及匕4)及biB(Ki<4)顯不電路b之蜂1至璋4各璋之輸入 10及輸出。電路A之T-參數為TA，電路b之τ_參數為Tb。 電路Α之左部輸入/輸出與右部輸入/輸出間之關係使 用TA表示：

Μ Γ a4^ ^3Α =ΤΑ · ^2Α 15 alA t>4A ^3Α ,b2A • V) 以及電路Β之左部輸入/輸出與右部輸入/輸出間之關 係使用ΤΒ表示：

20 Μ 〃 &4Β、 - b3B =Τβ · 汪2Β alB t>4B ^3Β b2B V J 15 1292544 電路Α之埠2連結至 當電路A之痒4連結至電路β之蜂】， 電路β之埠3時··

a4A 5 a2A =TA · ^3B b4A alB b2A a3B 10 此於第5H所讀結後，完整電路之左部輸入墙出 ’b1A、 r a4B b3A =ΤΑ· TB· a2B alA b4B a3A V ) 式3 15 式3中一電路之τ-參數乘法結果τΑ · τΒ變成連結後的 正a路之T荟數。當連結後整個電路之丁_參數被轉成 參數時，可獲得連結後整個電路之S-參數。 其_人’將使用第6A圖、第6B圖及第7圖說明藉埠位置 20對應關係轉換區段12所做處理之細節。用於s_參數之測定 ，各個終端（各個埠)加編號。編號順序為當實際量測時之探 頭設定順序，以及當三維電磁場分析時之埠設定順序，編 號順序可因量測者而異。 埠編號係與S-參數之矩陣元素編號相關，而連結要求 16 1292544 有相同槔編號排列。但實際量測與三維電磁場分析間之璋 位置各異。為了解決此項問題，於由S-參數樓案輪入&炎 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-參數矩陣尤各元素。 5 第6A圖顯示輸入檔案埠位置以及一基於該輸入檔案埠 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S-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 10之S-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6B圖之右圖顯示基於該代 碼設定埠位置之S-參數。 於-進行聯絡計算之程式，該計算處理係根據第纽圖 之埠位置（編號)排列之S-參數進行，因此須將由s參數檔案 15輸入之第从圖右圖之5•參數元素，如第6B圖之左圖所^ 據碼設定埠位置轉換，且使用轉換後之s_參數。 埠位置對應關係轉換區段12顯示第7圖所示璋編號輸入畫 面，由使用者輸入蟑位置對應關係資訊，以及進行s參數 元素之位置之轉換處理。 第7圖顯不埠位置對應關係轉換處理之埠編號輸入畫 面之I巳例。與第6B圖左圖相同之埠位置之代碼設定埠位置 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播案埠位置設定畫面中，使 用者於4個埠位置輸入編號1至4之埠號碼。第7圖中，經由 17 1292544 輸入埠號碼，例如可設定與第6A圖之左圖相同的埠位置。 對應此等輸入檐案埠位置之S—參數顯示於第6A圖之右圖。 若於設定輸入檔案埠位置後，使用者點選「〇κ」鈕，則第 6A圖右圖所示S-參數重排而轉成第6B圖右圖所示之s-參數 5 (Su至S44) 〇 本發明中，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S-參數檔案係對應於不同埠位置 時，S-參數也可被連結。本發明中，經由進行前文說明之 埠位置對應關係轉換處理，可連結S-參數之實際量測值與 10 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，輸入組成一系統之各個元件之經由實際量測或三 維電磁場分析所得之S-參數(步驟S1)。其次，為了允許聯絡 組合該實際測量值及分析值，S-參數根據代碼設定埠位置 15 而轉換(步驟S2)。 S-芩數轉成T-參數，對T-參數應用矩陣計算（步驟S3)。 然後使用式3進行聯絡計算（步驟S4)。經由聯絡計算結果所 得之T-參數被轉成S_參數(步驟S5);以及計算所得之、參數 被輸出為檔案（步驟S6)，以及結束處理。 20 冑述處理中，計算有二元件之整個系統之S_參數之計 算時間約為1〇秒至20秒。由此，軸即使元件數目增加， 仍然可在相當短時間内求出S-參數。 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 1292544 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。 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 ’來具出有任思長度之規線之S-參數。根據本發明，經由 使用績線或線路寻之部分長度之S-參數，可於短時間内瞀 出任意長度之S-蒼數。 第10圖顯示具有任意長度之纜線之；5_參數計算處理流 1〇程之範例。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畫面，任意連結次數叫 第7圖為「5」）輸入「重複次數(整數）」，之埠編號則輸 15入虛線框出該區指示之輸人㈣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#進行Ν·1次（步驟S15)來獲得具有預定長度之τ· 參數。所得T·參數被轉紅參數(㈣_，所得具有任意 20長度之Sj數被輸出為㈣（步_7)，以及結束處理。 u上tf纟發_由重複計算由τ•參數組成之複矩陣 ’可計算有任意長度之觀之S-參數等，即使於埠數目增 加f 口如同則迷連結情況之蜂數目增加時仍然適用。 第Η圖顯示使用根據本發明計算所得之s•參數藉 19 1292544 S PI CE進行傳輸分析結果較際量難間之比較 。本實驗中 ，第2〇A圖所示測試板叫被分割成左部及右部，如第i圖所 示’藉實際量測兩部分測得之S-參數使用根據本發明之S_ 麥數計算方法聯絡，SPIC_輸分析係使用對整烟測試板 5 211計算所得之S-參數進行。 / “…丨、正调碉試板211之實際量測結果，以及 實線顯示藉SPICE進行傳輸分析所得結果。歡轉輸分析 10 15 20 結果良好匹配實際量測值，且未觀察得波形干擾。由與使 用第22圖所示之習知技術進行傳輸分析結果，換言之與將 測5式板2ΐι之左部及右部之5•參數轉成spicE模㉟且進行傳 輸分析結果比較，顧經由使㈣本發明計算所得整個系 統之心參數之傳輸分析可進行更準確的傳輸分析。 第12A圖及第12B圖顯示根據本發明對$厘米微長條線 吏用二維電磁場分析所得s•參數，進行聯絡 =長度α。厘米)及三倍長度(15厘米_ 芩數後，所得暫態分析結果。 數传壓刚之下降顯示5厘米微長條線之&參 降分_得時之反射特性；電壓如之下 數時之:射:Γ絡且獲得有加倍長度之微長條線之S-參 獲得有以及電壓102之下降顯示紅參數聯絡且 長度之微铸狀S_參數時之反射 線之s另与方面’第咖圖之電壓200之上升顯示5厘米微長條 壓加之^^^維電磁場分析所得時之傳射特性；電 升頒不π參數聯絡且獲得有加倍長度之微長 20 1292544 特性 條線之s-參數時之傳輸特性；以及電壓202之上升顯示者$ 參數聯絡且獲得有三倍長度之微長條線之&參數時之傳輪 至於反射，如第12A圖顯然易知，隨著微長條線長户的 :5增加，電壓下降之時序延遲；以及至於傳輸，如第！^顯 ·· 然易知，隨著微長條線長度的增加，電壓上升之時序延遲 此外，電壓1〇〇下降時序至電壓1〇1下降時序間之時間 • 間隔係等於電壓101下降時序至電壓102下降時序間之日^ 間隔；以及電壓200上升時序至電壓施上升時序間之= 10 =係等於電壓施上升時序至電壓旭上升時序間之^ 因此顯然s-參數根據本發明可正確聯絡。由此可知柜 據本發明之s-參數之聯絡允許正確計算具有任意長度之雙 線之S -签教。 前文所述根據本發明之s_參數之計算處理可使 • 妹體程式實現，也可提供記錄於電腦可讀取記錄媒‘ 程式或提供透過網路下載之程式。 ’、 【圖式簡單》明】 -第1圖顯示本發明之原理。 - 第2圖顯示s-參數計算裳置之結構之範例。 第3圖顯示s_參數檔案之資料結構之範例。 第4圖顯示由5_參數轉成丁參數之轉換。 第5圖顯示兩個4埠電路之連結。 第6A圖顯示輪入檔案埠位置及基於該輪入檔案琿位置 21 1292544 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圖顯示線路或缆線。 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 1292544 【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…BP(背板） 12...淳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、201、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、101、102···電壓 212…探頭 110 …LSI S1-S6、S11-S17···步驟

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Claims (1)

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   20 #年 7 月,h κ:广/w|十、申請專利範圍： ————————j 第94102006號申請案申請專利範圍修正本 96.07.16. 1· 一種S參數計异裝置，其係用於計算由複數個相同或不 同元件組成之完整系統之s參數，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/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τ參數； 計算裝置，其係供對個別元件使用τ參數進行矩陣 计异’以及計算完整系統之τ參數； Τ參數/S參數轉換裝置，其係供轉換完整系統計算 所付之τ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τ參數/S參數轉換裝 置所得之完整系統之s參數。 2·如申請專利範圍第1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，輪 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；以及基於由該輸 入畫面輸入之對應關係資訊，重排所輸入之S參數。 3· -種S參數計算裝置，其係用於計算具有某種長度^倍 (Ν表示2或2以上之任意整數值）之長度之單一元件之$ 參數，該裝置包含： 輸入裝置，其係供輸入該具有長度L之單一元件之§ 24 1292544

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   20 穴年7处6日修(更)正替換頁 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； S參數/T參數轉換裝置，其係供轉換該轉換後之8參 數成為T參數； 計异裝置，其係供使用該丁參數進行一矩陣計算， 對單-元件其長度係對應於該具有長度L之單—元件循 序連結之長度，重複計算T參數處理_)次，以及計算 具有長度為LxN之單一元件之τ來數； T參數/S參數轉換|置，其係供將該具有長度為Lx N之元件計算所得之了參數轉換成為具有長度為L X N之單一元件之s參數；以及 輸出4置’其係供輸出該具有長度為L χ N之單一 元件經由該T參數/s參數轉換I置所得之3參數。 如申請專利範圍第3項之S參數計.算襄置，其中該璋位 置對應關係轉換裝錢示—晝面來對-聯絡計算，輸 入'應該所輸人之S參數之―元件之琿位置與該元件 之預又阜位置間之對應關係之資訊；以及基於由該輸 入畫面輪人之對應關係資訊，重排所輸人之S參數。 種用於4异S參數之方法，其係用於計算由複數個相 同或不同元件組成之完整系統之s參數，該方法包含下 列步驟： 對個別元件輪入S參數； 25 5. 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 整系統之T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 輸出經由將該完整系統之τ參數轉成完整系統之s 參數所得之完整系統之S參數。 一種用於計算s參數之方法，其係使用一電腦來計算具 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，該方法包含下列步驟： 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； 使用該T參數進行一矩陣計算，對單一元件其長声 係對應於该具有長度L之單一元件循序連結之長度，重 複計算T參數處理(N—i)#，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 Ν之單一元件計算所得之丁參 數轉換成為具有長度為LxN之單一元件之s參數；以及 輸出該具有長度為L X N之單一元件經由將該丁參 數轉成S參數所得之s參數。 一種記錄有S參數計算程式之電腦可讀記錄媒體，該$表 數計算程式係用於計算由複數個相同或不同元件組成之 一完整系統之S參數，該程式會造成一電腦執行下列動作 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埠 位置； 對各元件轉換該轉換後之s參數成為丁參數； 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τ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。 一種記錄有S參數計算程式之電腦可讀記錄媒體，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）之長度之單一元件 之S參數，該程式會造成該電腦執行下列動作： 輸入该具有長度L之單一元件之g；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； 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—元件循序連結之長度= .1292544 複計算T參數處理(N-1)次 之單一元件之T參數； 私年？ ^曰修(更)正替換頁 — 以及计算具有長度為L· x ν 10 15

   20 9. 早一元件計算所得之T表 數轉換成為具有長度為LxN之單1件之试數·以二 輪出該具有長度為LxN之單—元件經由將該τ來 數轉成S參數所得之S參數。 多入特性分析裝置，其係使用S參數來分析由複 特性，該裝置包含：权&整糸統之輸入/輸出 矸鼻裝置 一 使用該s參數計算袭置，由個別 兀件之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灸 數，經由SPICE分析該輪入/輸出特性， 夕 其中該S參數計算裝置進一步包含： 輸入衣置，其係供對個別元件輸入s參數； 蟑位置對應關係轉換裝置，其係供轉換該所輪入之 s參數因而對應於各元件之預設埠位置； 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τ參數； —岭异裝置’錢供對烟元件制了參數進行矩陣 °十^r，以及計算完整系統之T參數； 〃 T參數/S參數轉縣置，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 輪出裝置，其係供輸出經由該τ參數/s參數轉換裝

   28 1292544 <年月/t日修(更)正替 置所得之完整系統之s參數 10.—種輸出入特性分析裝置，其係使用S參數來分析由— 數個相同或相異之元件組成之一完整系統之輪入/輪^ 特性，該裝置包含： Μ 計算裝置，其係供使用該S參數計算裝置，由個別 元件之S參數什算元整糸統之s參數；以及 分析裝置，其係供使用該計算得之完整系統之8參 數，經由SPICE分析該輸入/輸出特性， 10 15

   其中該S參數計算裝置係計算具有某種長度L縣 (N表不2或2以上之任意整數值）之長度之單一元件之s 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$ 參數； 埠位置對應關係轉換裝置，其係供轉換該輸入之§ 參數’因此當該烟元件連結時對應觸設之埠位置； S參數/T參數轉換裝置，其係供職該轉換後之§參 數成為T參數； 少 σ十异裝置’其係供使用該τ參數進行-矩陣計算， 對TG件其長度係對應於該具有長度[之個別元件猶序連 20 結之長度，重複計算丁參數處理(Ν-1)次，以及計算具有 長度為LxN之元件之τ表數· T參數/S參數轉換褒置，其係供將該具有長度為Lx N之元件4异所彳代了參數轉換成為具有長度壯X n之 元件之S參數；以及 29 1292544

   輸出裝置，其係供輸出該具有長度為L X N之元件 經由該T參數/S參數轉換裝置所得之S參數。

   30 1292544 七、指定代表圖·· (一） 本案指定代表圖為：第（2 )圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 參數計算裝置 10.. . S-參數檔案 11.. . S-參數檔案輸入區段 12.. .埠位置對應關係轉換區段 13…S-參數/T-參數轉換區段 14.. .聯絡計算區段 1 15.. . T-參數/S-參數轉換區段 16.. . S-參數檔案輸出區段

   八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式：