PUFF, ein HF-Simulator

HF-Schaltungen mit PUFF simulieren

Zuerst möchte ich mich kurz vorstellen!
Manche werden mich kennen, ich schrieb schon in anderen Amateurfunkforen.
Auch sind einige Funkamateure bei mir im SABA-Forum registriert:
Privates SABA-Forum

Ich heiße Andreas, bin seit Ende der 1990er Funkamateur.
Wie kam ich zum Amateurfunk?
In meiner Jugend hatte ich etwas Kontakte zu Funkamateuren, Eltern von Jugendfreunden.
Damals war ich schon an Elektronik interessiert, jedoch Funk reizte mich nicht.
Im Erwachsenenalter wurde das anders, bin Elektrotechniker.
Ein sehr guter Bekannter, OM, kam auf mich zu, ob ich ihm nicht alltägliche Geräte reparieren könne.
Der gute Mann kam mit "so Funkgedöns" an, teilweise richtig teure Sachen, z.B. Rohde & Schwarz.
Mehrfach reparierte ich ihm Geräte, hinterher auch KW-TRXe.
Ab da reizte es mich, so ein Gerät auch mal auszuprobieren, nicht nur Dummy, auch richtige QSOs.
Kurz beim OM nachgefragt, was man da machen muss, Amateurfunkprüfung.

Bald bestellte ich, damals noch per Post, die Prüfungsunterlagen für DO und DL.
Abgesehen vom Technikteil war der Prüfungsaufwand, Auswendiglernerei, bei beiden ähnlich.
Wegen meiner beruflichen Vorbildung entschied ich mich recht bald für die große Prüfung.
Der nächste Prüfungstermin war eigentlich was kurzfristig, nur ein paar Wochen.
Warten wollte ich nicht, sprang ins kalte Wasser, meldete mich für die nächste Prüfung an.
War natürlich Pokern, jeden Abend Lernerei, ich schaffte die Prüfung im ersten Anlauf.

Erste Erfahrungen machte ich mit einem einfachen damals aktuellen KW-TRX von YAESU.
Der OM war so nett, lieh mir den etwas länger, war sein Zweitgerät für Urlaub.
Bald merkte ich, von der Konstruktion eher eine taube Nuss, kein neuer Fehler.
Irgendwann kam ich an einen DRAKE TR7, jedoch defekt und verbastelt.
An dem saß ich was länger, der Aufwand hat sich gelohnt, in meinen Augen ein richtiges Funkgerät.

Kurz nach 2000 lernte ich Peter, DL2FI, kennen.
Besagter OM wollte den YAESU loswerden und einen K1 haben, prima QRP-Gerät für den Urlaub.
Peter hatte Zeit, empfing uns damals in der Fabrikhalle und machte mit uns eine Führung.
So konnten wir hautnah erleben, welche Bedeutung QRP hat, Technik verstehen und Selbstbau.

Auch ich kenne solche Sprüche wie "QR-Pipi" und "Nur QRO macht froh!"
Unter der Idee QRP verstehe ich eher Selbstbau oder Modifikationen, darf auch mal QRO werden.
Bis jetzt kaufte ich mir noch nie ein fertiges Funkgerät neu, langweilig.
Ich bin allerdings auch weniger auf den Bändern unterwegs, bin mehr der Techniker.
Contest mache ich manchmal mit, prima Gelegenheit, um eigene Kreationen auf Herz und Nieren zu testen.

Zurück zum eigentlichen Thema!
Den Simulator PUFF werde ich in mehreren Teilen vorstellen, gesunde Mischung Theorie und Praxis.
Anbei erst mal nur ein Bild, was einen unter PUFF erwartet, altes DOS-Programm.
Mit kleinem Trick läuft es auch auf modernen Rechnern, unabhängig vom Betriebssystem, auch Linux.
Im Bild sind es nur zwei Bauteile, ist eine Antennenanpassung für eine nicht resonante Vertical.

73 de DL2JAS, Andreas

Danke für die Rückmeldungen!

Ich habe mal nachgesehen, was PUFF bedeutet, ist offensichtlich keine Abkürzung.
Es scheint das Maskottchen der damaligen Entwickler zu sein, ein kleiner Drache.
Auf die Vorteile des Simulators komme ich später zu sprechen, bei Funkamateuren schon länger bekannt.
Gerade in älteren Abhandlungen oder Bauvorschlägen stößt man immer wieder auf PUFF.
--Dirk, Edit gesehen, im nächsten Beitrag wird Download (mehre Quellen) und Installation behandelt.--

Vorhin stöberte ich, was in der Richtung bekannt ist, hier behandelt wurde.
Man sollte wenigstens ansatzweise mit Smith-Diagrammen vertraut sein, die runden Dinger.
DF2OK, Michael, eröffnete letztens dazu ein Thema:

Thread

Das Smith-Diagramm. Info, Software und mehr.

Moin,

in einem derzeit sehr aktiven Thread werden unter anderem mit einem NanoVNA Smith-Diagramme erstellt und Lösungen für Antennenprobleme gesucht. Bei einer Recherche zu einer Software, mit der man derlei Anpassungen etx. aktiv simulieren kann, bin ich fündig geworden.

Es geht um das Tool von AE6TY: http://www.ae6ty.com/smith_charts.html Ich habe mir die drei kompletten Installationsfiles geladen. Alle drei deshalb, weil YouTube- Anleitungen vielleicht andere Versionen als die aktuelle…

DF2OK

April 20, 2024 at 11:03 PM

Anbei ein Smith-Diagramm als PDF, was man sich prima ausdrucken kann.
Ich fand es irgendwo als Vektorgraphik, bearbeitete diese, bis daraus die PDF-Version wurde.
In einigen Fällen kommt man schneller zum Ziel, wenn man mit Papier, Bleistift, Zirkel, etc. arbeitet.

Ich mache mal eine ganz schnelle und einfache Zusammenfassung, Deutung Smith-Diagramm!
Ist man genau in der Mitte, üblicherweise 50 Ω, hat man das Traumziel, perfekte Anpassung.
Das sind dann 50 reale Ohm, kein Blindanteil durch Kapazität oder Induktivität.
Bewegt man sich auf der X-Achse, bleibt der Widerstand real, ändert jedoch seinen Wert.
Links der Mitte wird er kleiner und wandert man nach rechts, wird er größer.
Gelangt man auf den Außenkreis, egal wo, ist man bei unendlich klein oder groß angelangt.

Befindet man sich unterhalb der X-Achse, erhält man einen negativen Blindanteil, kapazitiv.
Oberhalb wird der Blindanteil positiv, entspricht also einer meist ungewollten Induktivität.
Üblicherweise will man Blindanteile für eine gute Anpassung kompensieren.
Wir erinnern uns an den Serienschwingkreis, für Wechselstrom im Resonanzfall perfekt leitend.
Den Effekt machen wir uns zu Nutze, können so zumindest für unsere Wunschfrequenz kompensieren.
Häufig funktioniert das gut bei Antennen, wenn der Realteil brauchbar stimmt.

73 de DL2JAS, Andreas

Warum PUFF?

Die Frage werden sich einige Leser stellen, es gibt modernere Programme, einfacher bedienbar.
Man sollte unterscheiden zwischen Programmen auf Basis SPICE und echten HF-Simulatoren.
Ein Vertreter ist RFSim99, benutze ich ebenfalls, viel schönere Ausgabe, jedoch nicht mackenfrei.
Es wurde für Win98 entwickelt, auch kostenlos, kennt aber nur zwei Tore.
Das ist der Vorteil bei PUFF, kennt vier Tore, damit gehen auch z.B. Richtkoppler.
Zudem ist es mit PUFF möglich, wenn auch einfache Platinenlayouts HF zu erstellen.
Hoffentlich bewege ich mich jetzt nicht aufs Glatteis...
Soweit ich mich erinnere, kann man aus ganzen Schaltungen für spätere Anwendungen ein Bauteil machen.
Das ist praktisch, wenn man z.B. verschiedene Verstärker hintereinanderschalten möchte.

Wie bekommen wir in der heutigen Zeit PUFF installiert?
Erst mal Quellen, wo man es bekommt, Downloadmöglichkeiten:
Puff 2.1
YO4HFU Website
Mikrowellentechnik

Im ersten Link Gerstlauer, Brüder, die die Versiom 2.1 herausbrachten, schnellere Simulation.
Es gibt noch eine weitere Version beta von denen, habe ich noch nicht ausprobiert.
Man sollte sich näher den dritten Link ansehen, OM Gunthard Kraus, leider inzwischen silent key.
Dort bekommt man das englische Handbuch und auch ein von ihm erstelltes deutsches Arbeitshandbuch.
Interessant dürfte auch die CD von UKW-Berichte sein, riesige Sammlung Devices, Hochfrequenzbauteile.

Viele Wege führen nach Rom!
Da PUFF ein reines DOS-Programm ist, ist es naheliegend, sich einen DOS-Emulator zu installieren.
Dieser ist sehr bekannt, taugt für viele Betriebssysteme, egal ob Win, Mac oder Linux:
DOSBox, an x86 emulator with DOS
Da dann oben "Downloads" anklicken und DOSBox installieren.
Wer wie ich Ubuntu (Linux) als Betriebssystem nutzt, wird über diesen Weg installieren:
DOSBox › Wiki › ubuntuusers.de
Es gibt noch eine Version direkt für Linux, bei der der Umweg über DOS-Emulator entfällt.

Wer DOSBox frisch installiert hat, kann zuvor einen kleinen Test machen.
Man lade sich dieses sehr kleine DOS-Programm herunter, berechnet Abschächer:
attenuator
Die Datei muss natürlich vorher in das Arbeitsverzeichnis von DOSBox kopiert werden.
Dann atten eintippen und <Enter> drücken.
Erscheint das Programm wie im Bild, ist DOSBox richtig installiert, auch deutsche Sprachversion.

PUFF muss nicht extra installiert werden, wie sonst z.B. bei Win üblich.
Es ist ratsam, sich einen DOS-Pfad "PUFF" anzulegen, damit man Ordnung hat.
Anbei ein Beispielbild, wie es ungefähr aussehen sollte, vorher "dir" eingetippt, Anzeige der Verzeichnisse.
Hier ist natürlich schon das Verzeichnis PUFF vorhanden und auch die Datei atten.exe existiert.

Um das Verzeichnis PUFF zu erstellen (make directory), tippt man beim C:\> ein:
md puff <Enter>
PUFF wird man sich vermutlich als ZIP heruntergeladen haben, irgendwo entpacken.
Die Dateien, PUFF.EXE muss enthalten sein, kopiert man in den DOS-Ordner PUFF.
Um von C:\> nach C:\PUFF> zu gelangen, tippt man ein:
cd PUFF <Enter>
Dann im Verzeichnis PUFF eingeben:
PUFF <Enter>
Ist keine Panne passiert, sollte PUFF fast so erscheinen wie im ersten Beitrag, jedoch Fenster leer.
Um PUFF zu verlassen, drücken wir <ESC> <ESC>, also zweimal direkt hintereinander.

Wir wollen erst mal ein kleines Erfolgserlebnis, die Bedienung innerhalb der Fenster kommt später.
Im Anhang ist die Datei 0lam27.puf, eine einfache Simulationsdatei, die zuvor angesprochene Antenne.
Aus technischen Gründen, Hochladen, heißt sie hier 0lam27.puf.txt, vorher natürlich .txt entfernen!
Wenn wir PUFF starten, geben wir am DOS-Promt ein:
PUFF 0lam27.puf <Enter>
PUFF startet dann und lädt direkt 0lam27.puf als Simulationsdatei.
Die Datei muss sich natürlich im Ordner PUFF befinden, damit der Simulator sie laden kann.
Am Anfang machen wir noch nicht viel, nur erst mal hineinschnuppern.
Mit den Funktionstasten F1 bis F4 können wir zwischen den einzelnen Fenstern wechseln, F10 ist Hilfe.
F2 ist interessant, betätigen wir die Tasten Bild/Pfeil, wandert der Marker in den Diagrammen.
Man kann dann schön sehen, wann unsere Antenne bei welcher Frequenz in Resonanz ist, hier 14,2 MHz.
Wer will, wechsele in das Fenster F3 mit den Bauteilen und ändere lumped 220pF ab, der Anpasskondensator.
Statt 220pF gebe man 180pF oder 270pF ein, der Resonanzpunkt verschiebt sich dann.
Um eine Simulation laufen lassen zu können, muss man zurück in das Fenster F2, dort <p> eingeben.
Man beachte, die Maus ist hier ohne Funktion, PUFF lässt sich nur über die Tastatur bedienen.
Das soll für heute erst mal genug sein, später mehr, nähere Beschreibung der Fenster mit Beispiel.

73 de DL2JAS, Andreas

Beschreibung der Fenster

Wieder ein schönes Beispiel, eine Vertical mit Länge 0,33 Lambda, eher unbekannt aber praxistauglich!
Resonant ist sie nicht, hat 113 Ω real und 300 Ω induktiven Blindanteil, nur scheinbar ungeeignet.
Zur Anpassung muss man transformieren, geht mit Antennenkabel 75 Ω, gleichzeitig Verbindung zum TRX.
Eigentlich reicht 1/4 Lambda, wir nehmen für 14 MHz 3/4 Lambda, ergibt ca. 12 m Kabellänge.
Die Simulation ist praxistauglich, ähnlich verhält sich auch eine real aufgebaute Antenne für 20 m.
Bauteil c "l 113Ü+3,36µH" ist in guter Näherung die Antenne, bitte Werte nicht ohne Grund verändern.
Bauteil b "tl 75Ü 275°" ist unsere Transformationsleitung, transmission line 75 Ω, z.B. Sat-Kabel.
Bauteil a "lumped 38.0pF" ist ein einfacher Kondensator, hier bietet sich ein Drehko an.

Im Anhang ist die Textdatei mit den gängigen Kurzbefehlen, sollte man sich herunterladen und ausdrucken.
Dabei handelt es sich um eine kurze Zusammenfassung des PUFF-Handbuchs, was eher unübersichlich ist.
Ich weise nochmals darauf hin, PUFF kennt keine Maus, Bedienung geht nur über die Tastatur.
Hilfe gibt es mit <F10>, und um PUFF zu verlassen, drückt man zweimal <Esc>, funktioniert in allen Fenstern.

Wir fangen mit Fenster F3 an, da werden die Bauteile definiert, die wir in der Schaltung verwenden wollen.
Für viele ungewöhnlich ist das Bauteil l oder lumped, es ermöglicht Serien- und Parallelschaltung von RLC.
Einfaches Beispiel, ein handelsüblicher Widerstand hat immer eine parasitäre Induktivität in Serie, R+L.
Wir begnügen uns erst mal nur mit lumped und tl (tranmission line), devices wie HF-Transistoren kommen später.

Fenster F1 Layout (Schaltplan) ist etwas gewöhnungsbedürftig.
Dort platzieren wir die zuvor definierten Bauteile a,b,c... mit den vier Richtungstasten.
Um eine Masse zu setzen, geht man an ein Bauteilende und drückt <=>, also <Shift> und <0>.
Will man ein Bauteil löschen, geht man an ein Ende, drückt <Shift> und die entsprechende Pfeiltaste.
Sind wir soweit mit den Bauteilen fertig, muss die Schaltung noch an mindestens einen Port angeschlossen werden.
Wir gehen an ein Bauteilende, an das der gewünschte Port soll und geben seine Nummer ein, fertig.

Wir wollen simulieren, dazu müssen wir in das Fenster F2 Plot gehen.
Dort geben wir <p> für Plot oder <q> ab Version 2.1 für Quick Plot ein, damit geht die Simulation schneller.
Mit den Tasten <Bild oben/unten> können wir den Frequenzbereich in den Diagrammen durchlaufen.
In dem Fenster kann man auch die Simulationsgrenzen einstellen, nicht sofort ersichtlich.
Wir drücken die Pfeiltasten nach oben oder unten, landen bald unten im Diagramm, können die Werte ändern.

Fenster F4 Board
Häufig kann man die Grundeinstellung so lassen, FR4 als Platinenmaterial ist eingestellt, taugt bis ca. 1 GHz.
Das deswegen, weil man damit auch HF-Layouts erstellen kann.
Bei fd handelt es sich um die Designfrequenz, wichtig z.B. bei transmission lines, hier auf 14,1 MHz gesetzt.
Im Normalfall sollte man in der letzten Zeile Anzeigetyp Manhatten einstellen, keine echte Leiterbahn.
Vergisst man das, gibt es schnell Ärger bei Leiterbahnen, die länger als die Platine sind, blöde Fehler.
Bei Manhatten sind die Bauteile gleich lang, lediglich Symbole, nicht für Platinenlayout geeignet.

Mit Absicht gab ich die Bauteilwerte so ein, daß nicht sofort das Optimum zu sehen ist!
Da geht noch mehr, fast unendlich gute Anpassung, möge der geneigte Leser selbst ausprobieren.
Bei tl ist 275° ein guter Wert, geht aber besser.
Ähnlich ist es beim Bauteil a, unser Kondensator, den in Gedanken als Drehkondensator einplanen.
Beide Werte sind voneinander abhängig, bei ungünstiger Paarung verschiebt sich die Mittenfrequenz.
Für den nächsten Teil ist ein sehr einfacher HF-Verstärker geplant.

73 de DL2JAS, Andreas

Kleine Exkursion Vertikalantenne

Manche Leser werden sich fragen, wie ich auf eine Antenne mit 0,33 Lambda komme.
Nicht nur von der Länge her ist sie recht angenehm, ca. 7 m ist der Strahler dann lang.
Eine recht ähnliche Antenne hatte ich lange bei uns auf dem Flachdach der Garage.
Da ist viel Zinkblech, vernünftig kontaktiert war es ganz schnell das Gegengewicht, GND.
Auch taugt die Länge prima für Portabelbetrieb, dünner Steckmast oder Glasfaserrute.
Da spannt man dann ein paar Radiale, bzw. legt sie auf den Boden.

Wie ich schrieb, hat die Antenne einen induktiven Blindwiderstand von +300 Ω.
Um den zu kompensieren, Serienschwingkreis, benötigen wir -300 Ω, entspricht 38 pF bei 14,1 MHz.
Den (Dreh)kondensator schließen wir direkt am Fußpunkt der Antenne an.
Jetzt ist der Blindanteil weg und wir müssen nur noch die realen 113 Ω mit 50 Ω TRX verheiraten.
Transformation Lambda/4 sollte Stoff der Amateurfunkprüfung sein, wenden wir hier an.
Stimmt nicht ganz, ich schlug 3/4 Lambda vor, geht auch, 1/4, 3/4, 5/4, usw.
Da bietet sich Sat-Kabel 75 Ω an, kann man gleich als Verbindung zum TRX gebrauchen.
Aufpassen, viele Kabel vom Baumarkt sind häufig StaKu, also Stahl-Kupfer, für KW ungeeignet.
Bessere Antennenkabel, ich nehme gern Kathrein, haben weiterhin als Innenleiter reines Kupfer.

Bei der Transformation gilt:
Zk² = Zin x Zout
Zk ist das Transformationkabel, Zin unser TRX und Zout die Antenne, gibt dann:
75 x 75 = 50 x 112,5 = 5625

Das ist schon das ganze Geheimnis!
Gleiches Prinzip taugt auch gut für 15 m, 21,2 MHz.
Der Strahler ist dann 467 cm lang und der Serienkondensator hat ca. 25 pF.

73 de DL2JAS, Andreas

Einfacher Verstärker mit MMIC

Viele OMs scheuen sich davor, selbst HF-Verstärker mit Transistoren zu entwerfen.
Da bieten sich MMICs an, Monolithic Microwave Integrated Circuits, meist kleine Vierbeiner.
Annahme, wir haben bei uns OV-Telefon auf 2 m und 70 cm FM, der Empfang ist was schwach.
Kein Wunder bei 15 m RG58 und einfacher Vertical auf dem Dach, allein schon die Kabelverluste.
Wir wollen einfach nur einen Empfangsvorverstärker, um die Kabelverluste auszugleichen.
So etwa 4 dB NF reichen uns, wir machen ja mit der Antenne kein EME.

Bei box73.de (Funkamateur) lacht uns ein MAR2 an und ein nahezu passendes Platinchen.
MAR-2SM MMIC
Modul für Tief- oder Hochpassfilter von Minicircuits
Eigentlich ist die Platine mit SMA-Buchsen für Filter gedacht, taugt aber auch für MMICs.
Trennt man für die Koppelkondensatoren die Leiterbahnen auf, ist das schon die halbe Miete.

Eingangsseitig wollen wir eine Spule gegen GND, um statische Ladungen am Eingang zu vermeiden.
Bringt die Induktivität RFC was oder kann man sich die sparen?
Das muss natürlich mit Puff simuliert werden!

Im Anhang die Datei s2p für MSA0285, kann man hier nehmen, der MAR2 ist fast identisch.
Etwas modifizierte ich die Datei, Extrapolarisation, damit man ab 10 MHz was sieht.
HF-Simulatoren wie Puff können nur den Frequenzbereich simulieren, der in der Datei s2p steht.
Geht man versehentlich über den Bereich hinaus, bekommt man üblicherweise eine Fehlermeldung.
Es gibt noch eine Schweinerei, muss man gerade bei PUFF beachten.
In den Dateien s2p, also S-Parameter, ist meist die Frequenz in GHz angegeben, seltener in MHz.
Dann muss man auch in F4 die Frequenz in GHZ statt MHz eintragen, ebenso unten rechts beim Diagramm.

Mini-Circuits ist recht vorbildlich bei der Bereitstellung von technischen Unterlagen:

SMT MMIC, Linear, Gain Block, HBT Amplifier, DC to 2000 MHz, 50Ω, Micro-X Style Package | MAR-2SM+ | Mini-Circuits

www.minicircuits.com

Laut Datenblatt beträgt der Vorwiderstand R bias 280 Ω für 12 V und 357 Ω für 14 Volt.
Da passt 330 Ω ganz gut, wenn wir ein typisches Netzteil Afu mit ca. 13,5 V nehmen.
Wer mit exakt 12 V speisen möchte, kann auch 100 Ω + 180 Ω in Reihe nehmen.
So genau muss R bias nicht stimmen, eine Toleranz von 10 % fällt normalerweise nicht auf.

Wir geben die Bauteile so ein, wie im Beispielbild ersichtlich, hier für 12 Volt.
Grober Richtwert, bedrahtete Widerstände Metall haben meist eine parasitäre Induktivität 10 - 20 nH.
Das ist der Vorteil bei lumped, man kann die parasitäre Induktivität direkt eingeben.
Auch können wir uns die Drossel sparen, ihren Wert kann man direkt beim Widerstand eingeben.
Hier im Datenblatt nicht angegeben, meist ist man bei MMICs mit 47 bis 470 nH im sinnvollen Bereich.

Hat man alles richtig gemacht, sieht es so wie im Beispielbild aus.
Uns interessiert, was passiert, wenn man die Drossel RFC bestückt.
Man gebe bei b oder c, lumped, z.B. 220 nH als Serieninduktivität ein.
Etwas ändert sich, die Verstärkung s21 wird geringfügig größer, knapp über 12 dB.
Man variiere auch die Spule e am Eingang, spaßeshalber mit 999 nH angegeben.
Ist ihr Wert zu klein, gibt es ernsthaft Fehlanpassung und die Verstärkung sinkt.

Im Bild nahm ich so eine Filterplatine, ich fräste für die Kondensatoren Schlitze in die Leiterbahnen.
Die Leiterbahnen haben eine definierte Breite, Streifenleitung 50 Ω, eigentlich Koplanarleitung.
Einige MMICs gibt es auch als SOT-89, ein Exemplar davon links oben im Bild.
Die Spule mit Silberdraht ist etwas überkandidelt, brauchte ich damals für einen speziellen Zweck.
C bypass ist nicht gut zu erkennen, zweimal 1206 mit 1 nF und 100 nF paralell auf Massefläche, Türmchen.

73 de DL2JAS, Andreas

Datei vergessen!

Damit man sinnvoll simulieren kann, benötigt man natürlich die Datei s2p für den Vierbeiner.
Wie schon zuvor erwähnt, .txt am Ende entfernen.
Man kann sich natürlich auch die Datei bei Mini-Circuits herunterladen.
Die hat aber einen Haken, dort werden die Werte in dB angegeben.
Puff kommt mit dB in der Datei s2p nicht zurecht, müsste man per Hand umrechnen.

73 de DL2JAS

Der Drache und die S-Parameter

Im ersten Bild sieht man den Drachen.
Es handelt sich um die Umschlagseite des Manuals, gab es damals in gedruckter Form.

Mehrfach kam der Hinweis auf SimNEC.
Ich selbst habe es nicht installiert, scheint eine eierlegende Wollmilchsau für Amateurfunk zu sein.
Die Beschreibung las ich durch, offensichtlich gut für Antennensimulation und deren Anpassungen.
Was ich nicht sehe, ist die Eignung für HF-Verstärker, Koppler, etc.
Das ist der Vorteil bei Puff und ähnlichen Simulatoren, die wiederum keine Antennen simulieren können.

Was sagen einem die S-Parameter?
Im Bild sieht man, wie so eine Datei typischerweise aussieht, reine Textdatei.
Die ersten Zeilen sind reine Kommentarzeilen, erkennt man an den Ausrufungszeichen.
Dort steht normalerweise, um welches HF-Bauteil es sich handelt, Hersteller, etc.
Auch ist dort üblicherweise der DC-Arbeitspunkt angegeben wie Kollektorstrom und Kollektorspannung.
Simulatoren wie PUFF kennen kein DC, man muss selbst auf den DC-Arbeitspunkt in einer Schaltung achten.
Die Zeile mit # sagt uns, alle Frequenzangaben in GHz und die Werte beziehen sich auf übliche 50 Ω.
Ganz am Ende stehen manchmal noch Zusatzinformationen, z.B. relevant für Rauschanpassung.
Solche Zeilen sollte man lieber löschen, werden schnell von Puff fehlinterpretiert.

S11
Dabei handelt es sich um die Reflexion am Eingang, vergleichbar mit SWR.
Die erste Ziffer bedeutet der Port, an dem gemessen wird, und die zweite, woher das Signal kommt.
Bei einer Reflexion klar, ich schicke was in Port 1 hinein und es kommt an dem was zurück.

S21
Gut vergleichbar mit einem Leistungsmesser, ist die Verstärkung.
Wir messen an Port 2 und betrachten so, was am Ausgang steht, wenn an Port 1 ein Signal anliegt.
Der Wert ist üblicherweise wesentlich größer als 1, ist ja die Verstärkung.

S12
Der Wert ist meist in der Praxis uninteressant, das, was an Port 1 steht, wenn an Port 2 eingespeist wird.
Hört sich was seltsam an, ein Signal, was am Ausgang eingespeist wird und an den Eingang gelangt.
Ist bei Trennverstärkern interessant, möglichst geringe Rückwirkung z.B. bei Kabelnetzen Rundfunk.

S22
Ist wieder ähnlich wie S11, nur diesmal am Ausgang.
Man passt den Verstärkerausgang so an, üblicherweise 50 Ω, daß möglichst die volle Leistung an die Last geht.

Die S-Parameter in den Dateien kann man sofort in ein Smith-Diagramm eintragen.
Deswegen ist auch zusätzlich zum Wert (Radius) der Winkel angegeben.
Wer will, mache das mal für S11 oder S22.
Manchmal sieht man in Datenblättern für HF-Transistoren solche Smith-Diagramme im interessanten Frequenzbereich.
Dateien s2p gelten üblicherweise für typisches Kleinsignalverhalten unterhalb maximal möglicher Aussteuerung.

73 de DL2JAS, Andreas