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其标准校准面为相同接头形式并且极性相反的接口,被测件如果可以直接和这样接口进行连接,被测件的端口也一定是相同接头形式并极性相反接口,此时被测件称为可插入器件。工程中,被测往往不能满足该要求,例如被测件端口1为SMA形式,端口2为N形接头。这样的被测件称为非插入器件。非插入器件要想和仪表校准面连接必须通过适配器(转接头),而这些适配器并没有通过校准过程,会导致测试误差,既终测试结果是被测件和转接头性能的叠加结果。对非插入器件,要想通过校准测到其真实值,可使用几种方校准法,每种方法的复杂程度和校准精度不同。网络分析仪校准可测试中的系统误差。分析一下反射测试过程中网络分析仪存在的系统误差。网络分析仪在扫频状态下工作。
无论是仪表内部设备还是外接的测试电缆等在工作频带范围内其特性都会存在变化,这些与频率变化相关的测试误差称为“频响误差”,也被称为“跟踪误差”。由于定向耦合器有限方向性造成的误差为方向性误差,方向性误差信号会叠加在真实的反射信号上,造成测试误差。当被测件端口匹配性能好时,方向性误差对测试影响较大。反射指标测试过程中,反射信号通过传输路径返回仪端口,仪表端口阻抗与传输线间会存在失配,该失配会造成信号二次入射,终在传输路径中的信号的多次入射,相应又形成多次反射,这项误差称为源失配误差。被测件匹配性能越差,该项误差对测试的影响越明显。同样,被测件输出的传输信号也会由于接收端阻抗失配造成反射,该信号会通过被测件的反向传输而叠加在真实反射信号上。
从而形成负载失配误差。如果被测件反向传输隔离性能较差,负载失配误差的影响较大。在网络分析仪内部R;A;B因分别反映测试的输入,反射及传输信号,但这些之间会存在信号串扰,对于高隔离被测件(开关;隔离器;大范围衰减器),该项误差影响明显。上例中,正向测试存在共6项误差,反向测试存在对称的6项测试误差,所以二端口器件测试存在12项误差。匹配负载校准主要是得到仪表方向性误差。对于PNA系列网络分析仪,当测试频率很高时,微波频段匹配负载阻抗值会发生变化,这会造成校准的误差。当测试精度要求高时,需要使用滑动负载进行校准,滑动负载校准件相当于相位变化的固定负载,通过多个测试位置(至少3个)的测试可非理想负载对校准的影响。
标准件真实值数据被定义在calkit数据文件中,该文件储存在仪表内部,为进行正确校准过程,校准件选择必须与实际使用校准件相符。校准过程中仪表会提示连接相应校准件,当将校准件连接接到相应端口后,按下仪表菜单中对应按键,注意测试极性(Male/Female)的选择应依据测试端面来定义,而不是依据校准来定义。仪表然后进行测量和计算。校准结束后,需将计算得到的误差数据进行存储,以便下次测试调用。仪表在变化的工作条件下(改变工作温度,外围连接电缆等),测试误差会发生改变,需要重新进行校准。仪表进行校准的接口端面在校准完成后称为校准面,端口阻抗特性阻抗;增益=0dB;Phase=0degree。当被测件可以和校准面直接连接时。
测试精度为高。网络分析仪在校准时设置测试状态应该和被测件实际测试状态相同。这些测试状态包含:频率范围;功率;测试点数;带宽;扫描时间等。在校准后改变测试参数设置,将会使测试精度降低或校准关闭。双端口校准的数学模型双端口校准是网络分析仪的误差校准方法,因为双端口校准可仪表全部的系系统误差。下图所示为二端口器件测试中误差的模型。可以看到由于二端口器件存在正反传输特性,所以器件某端口的匹配情况会对另外端口的测试造成影响。所以当双端口校准后,仪表只测试某项指标(S11)时也要进行正反两个方向扫描,得到所有S参数。双端口校准是网络分析仪的误差校准方法,校准过程中需要至少7次连接校准件,通常测试中。
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