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说起网络分析仪,我想大家一定不会陌生;作为射频、微波领域最常见的仪表之一;我们对它可以说再熟悉不过,今天我们就来聊聊我们的这个好伙伴。
什么是网络分析仪?
网络分析仪是测量网络参数的一种新型仪器,可直接测量有源或无源、可逆或不可逆的双口和单口网络的复数散射参数,并以扫频方式给出各散射参数的幅度、相位频率特性。
我们先来聊聊网络分析仪的测量校准
既然说校准,肯定是为了消除误差。那么网分的误差来自于哪些方面呢?
测量误差主要包括:随机误差、系统误差、漂移误差。
系统误差:包括网络仪内部测试装置的系统响应和外部测试装置的系统响应。
漂移误差:由于温度引起的。它可以通过其它校准来去除。一般在测试设备可使用温度范围的中值进行使用可以将该误差降到。
随机误差:包括测试装置的稳定性和仪器的稳定性。其主要组成为设备噪声,例如采样噪声,IF底噪等,切换重复性以及接口重复性。当使用网分时,由于随机性所以无法通过校准去除,可以通过提升信号源功率,降低IF带宽或者多次扫频求平均的方法来降低噪声误差。所以校准主要弥补的是系统和漂移误差。
那误差是通过什么样的误差模型来补偿的呢,一般现在的精准网络分析仪基本都选用了十二项误差模型:
双端口网络中,前向六项误差和反向六项误差,加起来称十二项误差。
如FindRF上篇基础篇所讲,网络分析仪校准中常用机械校准件。
机械校准件校准的主要方法
1. NORMALIZATION(直通校准)
Port1和port2 直通连接,包括反射与传输的归一化,提供了最快的测量速度。
2. FULL ONE PORT(全单端口校准)
Port1和port2 直通连接,port1 开路,port1 短路,port1 负载。校准一个端口的T、D、S误差项,适用于精确测量端口的反射。比如天线的S参数\放大器单向传输测试测试,可以用这种办法。
3. FULL TWO PORT(经典的TOSM)
port1和port2 直通连接(Through)
port1 开路,port2 开路 (Open)
port1 短路port2 短路 (Short)
port1 负载port2 负载 (Match)
看明白了吧,TOSM称呼的来源就是上面四个步骤中的英文首字母。
此校准方法中,由于是三通道,所以前向和反向通道中的误差项不同,总共有12个误差项,泄漏设为常数,4个校准件的10个已知参数可以确定10个误差项。
缺点
步骤比较复杂,需要7个校准步骤;
需知道所有校准件的参数;
无法克服校准误差。
上面TOSM方法适用于双向测量,可校准两个端口,并进行所有S参数的测量。提供了的精度。
除了上面的几种最常用的,还有哪些校准方法呢?
1. TOM (through/open/match)
这种方法适用于四通道仪器,采用7误差项的模型。3个校准件具有八个已知参数,用来估计7个误差项。那么多出的一个等式用于认证校准结果正确与否,称为内部认证,从而保证校准精度,避免校准误差,在生产应用中具有很高的可靠性。只需五个步骤,适用于同轴系统。
2. TRM(through/reflect/match)
R可以未知,但在两个测试端口需相等,适用于测试夹具的校准。7误差项模型,T具有4个已知参数,M具有两个,R对称提供一个,从而可以估计7个误差。
如将端口空载,则只需3个步骤。
SHORT可以用来验证校准结果。
3. TNA(through/network/attenuator)
这种校准方式利用三个双端口器件进行校准。network参数可以未知,但需对称。attenuator的衰减可以未知,但需良好匹配。T、N、A提供了七个已知参数进行7个误差项的估计。
如将端口空载,则只需2步校准。适于夹具和芯片校准。SHORT可以用来验证校准结果。
希望以上的维修经验可以帮助到大家,更多有关仪器内容欢迎访问西安安泰维修中心网。