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# System prepended metadata

title: 試金石文檔(Touchstone)
tags: [封存, 微波工程]

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# 試金石文檔(Touchstone)

## 引言
近日，因應工作需求略為接觸RF頻段的LNA與PA等主動元件之應用電路設計。
而在LNA中作為衡量設計最重要的參數之一即為其輸出的Noise Factor(或取正10倍對數轉成Noise figure)。
而關於主動元件的雜訊對頻率響應則是記載於官方所提供的SNP Files中，即本篇之主題，為了良好設計LAN與其相關參數，必先了解此種文檔(參數表)之格式。



Touchstone只要滿足以下的規範與SYZ的格式，就能被模擬器正確讀取。至於人看不看得懂，就看撰寫者有沒有按照V2.0的格式要求撰寫註解，只要看到註解很多的，基本上就是V2.0版本的規範，或者觀察文件尾端有無\[END\]字串。
![image](https://hackmd.io/_uploads/B1DE_dk2lg.png)

一些老式的PNA(如N5227A)量出來會是V1.1(難視

## 資料規範

1. 整份SNP文檔需使用ASSCII Code編寫。
2. 註解開頭使用感嘆號"!"。
3. 無多行註解功能，需切分為多個單行註解。
4. 不得使用Tab替代空格。
5. 存檔支副檔名為".snp"，n為該檔案描述之元件所含Port(埠數)。
7. 檔案內角度預設為度度量。

## SYZ的格式
大白話就是把整個S矩陣寫成一個檔案，然後開頭標註格式而已。

檔案內必然包含**一行**選項行(Option Line)，其描述本檔案之內容格怎麼讀取，選項行的開頭必須有#井字標記。
```
# <frequency unit> <parameter> <format> R <n> 
```
頻率單位，預設為GHz，可使用的單為為 GHz,MHz,KHz,Hz。
參數，單獨字母代表意義不同，S、Y、Z分別為常見的量測值S、Y、Z參數，H與G為Hybrid-H或Hybrid-G參數，目前還沒看過。預設為S參數。
格式，表示值的讀取方式，DB為分貝-角度，MA為幅度-角度，RI為實部-虛部，預設值為MA，幅度角度。

R \<n\> n值為系統阻抗之實部，資料會以該阻抗做規一化，預設值為50歐姆。
```
# GHz S RI R 100 
! 頻率單位為GHz之S參數，以實部虛部的方式記錄，正規化阻抗為100歐姆。
```

這些格式只適用於量測到的SYZHG參數等，雜訊的格是不是這種。

## 雜訊資料
只有.S2P，二埠元件能有雜訊資料。
雜訊沒有選項行，可以直接以五組數值呈現，但通常會多寫一行註解。
```
<x1> <x2> <x3> <x4> <x5> 
x1 頻率，必須小於S2P記載的最高頻率點
x2 最小雜訊值(Fmin)，單位為分貝。
x3 可得到最小雜訊的匹配波源反射係數大小(|Gamma_opt|)
意味著只要該埠向外看到此反射係數，即可得到最小雜訊指數(Fmin)
x4 可得到最小雜訊的匹配波源反射係相位(Arg(Gamma_opt))
x5 正規化後的等效雜訊阻抗
關於x5文檔中有句意味深長的話:
A simulator requires this parameter to meet physical requirements. 
If the user-supplied x5 value is less than allowed for this requirement, 
then a simulator may force this x5 value to the lowest physical limit. 

所以有可能被模擬器搞到。
在Touchstone 1.0的版本中，這個x5，會被選像卡中的阻抗正規化。
但V2.0中不會做任何正規化。

```
雜訊通常不會給到像S-para那麼多的頻率點資料，只要最低的雜訊頻點資料小於最高的S參數頻率就好，也就是雜訊有被包在S參數的範圍即可。


## 沒什麼用的資訊
在Touchstone1.0版本的規範中，有Port數上限，最高為99個Port。
## 參考資料

[Touchstone® File Format Specification Rev 1.1 ](https://ibis.org/connector/touchstone_spec11.pdf)

[Touchstone® File Format Specification Version 2.0 ](https://ibis.org/touchstone_ver2.0/touchstone_ver2_0.pdf)