如何从SYZ参数提取电容C和电感L - 单端口

这个问题比较简单，但很多人搞不清楚。比如用什么拓扑结构？一个端口还是两个端口？用Y11? Z11? Y21? Z21?  用哪个公式？

这些问题都清楚当然就不用继续看了哈~ 

情况1，单端口（参考地）提取L

一般我们拿到L的S2P数据自身都是有两个端口，我们先考虑在电路中加一个电路端口，另一个接地：

若是集总电路，L加上寄生电阻和电容：

或者CST拓展包安装的元件库里面拿个L的SPICE：

这种一个端口的电路很容易，不存在矩阵的复杂性，直接S参数任务计算一定频率范围就可以了，Z和Y也可以选了看看，不选也没关系，后处理提取的时候自动计算。

仿真结束，添加后处理任务。这里有三个后处理模板可以用，第一个后处理是线圈参电容参数提取：

电感值：

电容值：

这里负值都归零了。该模板还提取电阻R和Q： 

第二个后处理是Y参数： 

第三个后处理是Z参数：

可见三个方法的结果都一样：

Coil_Capcitor后处理模板和Y参数模板提取L的公式都是用的Y11：L11 =  im(1/Y11)/(2*pi*f) = -im(Y11)/(2*pi*f*Mag(Y11)^2)

为什么两个公式呢？因为这里Y11和Z11都是复数，加进来复数倒数运算，L11就变式了。这里要注意细节，比如正负号不同。

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

所以电感提取可用三个表达式，都是等效的！这点很多朋友搞不清楚，还以为用错了公式。如果对这三个后处理直接提取电感都不感兴趣，那就手动输入公式提取L吧。 

情况2，单端口（差分）提取L 

有人可能问了，我把电路一个端口的两端接去电感两端提取不行吗？像这个样子：

我们确实可以用差分端口直接接去两端：

同样运行S参数任务，三个后处理方法提取L：

可见L就是10nH，完美的理论值，不随频率变化了。说明什么？说明寄生参数没有了，为什么寄生参数没有了？因为差分端口是自身参考，没有地参考，所以提取的结果中不包括与地之间的寄生参数。那这个方法是不是不能用？是可以用的，这里没有的只是端口这边并联的寄生参数，串联的寄生电容还是考虑在内的，比如这样的电路：

一般电感的S2P或SPICE是可以这样提取的，知道区别就行。不过鉴于操作麻烦（差分端口），还是推荐用单端口（参考地）提取L的方法吧。

情况3，单端口（参考地）提取C

下面说说电容，电容C的等效电路就是全串联了，以100pF为例：

同样还是S参数任务，同样的三个后处理，我们把L换去C：

同样，电容C的公式也有三种表达，Coil_Capacitor参数模板和Y参数模板用的都是Y11：

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

Z参数模板用的是Z11：

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

情况4，单端口（差分）提取C 

只要电路中没有并联元件，这种连法是可以用的。当然还是推荐单端口（参考地）提取C。

某个SPICE模型：

小结：

1）单端口提取L或C比较简单，因为只有Y11和Z11，没有矩阵，下期我们讲双端口复杂情况。

2）单端口可以接地法或差分法。其中差分接法要注意电路中的并联元件会被忽视掉，能用接地就接地。

3）提取L或C的后处理模板有三个，Coil，Y和Z。2022新版本中这些模板有改动，更加清晰统一。其中Coil和Y用的公式完全一致；提取L和C的公式表达式各有三个，等效，不要搞混。

4）S参数任务的仿真频率范围要合适。