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此参数对于采用负反应分析酶活性的方法甚为重要,下面以丙氨酸氨基转移酶为例简述设置MIN-OD的步骤,选择一份高活性酶的混合血清,用生理盐水稀释,得到一组从低浓度至高浓度的丙氨酸氨基转移酶溶液;把这一组溶液按仪器设定的程序进行测定,并打印出反应曲线;从曲线中可以发现当酶活力达到一定临界浓度时,该临界浓度的反应曲线在连续监测时间内成线性,但是在监测时间后成非线性,即连续监测时间的后一个读数点正好是线性与非线性的临界点,所以该点的吸光度是在连续监测时间内酶促反应没有发生底物耗尽时所能达到的小吸光度。
当酶活力高于上述临界浓度时,反应曲线在连续监测期内已不呈线性反应,有些仪器自动选择弹性速率功能,能自动选择反应曲线上连续监测期内仍呈线性的吸光度数据计算结果,使酶活性测定的线性范围得以扩大,可以减少稀释及重测次数降低成本。试剂吸光度上限下限试剂吸光度上限为正向反应用,可参考试剂盒说明书数值折算成所用比色杯的光径。如试剂盒要求上限为,比色杯光径cm,则试剂吸光度上限设置为。试剂吸光度下限为负向反应用,设置法同试剂吸光度上限。
每种试剂都有一定的空白吸光度范围,试剂空白吸光度的改变往往提示着该试剂的变质,此时应更换合格试剂。线性范围试剂盒的线性范围与试剂质量反应时试剂/样品比有关,应实测试剂盒的线性范围。当样品浓度低于线性下限应增加样品量重测,而高于线性上限则应稀释后重测。使用任何一种方法测定某待测物时,待测物都有一个可测定的浓度或活性范围,样品结果若超过此范围,仪器将显示测定结果超过线性范围的提示,多数分析仪会自动将样品减量或增量重新测定。
校正方法仪器内的设置的校正方法一般包含二点校正多点校正非线性校正等。二点校正是指用一个浓度的标准品和一个试剂空白进行校正的方法,该法要求反应必须符合朗伯-比尔定律,即标准曲线呈直线。多点校正是多个具有浓度梯度的标准品用非线性法进行校正,适用于标准曲线呈各种曲线形式的项目,如多数的免疫浊度法。非线性校正包括对数校正指数校正量程法校正等,标准曲线呈对数或指数曲线特征的项目可选择所对应的方法校正,量程法则是根据标准曲线上每两点间浓度与吸光度的关系计算待测物的浓度。
隔离校准可以忽略。基于二端口校准的误差模型,二端口校准后,某一项S参数结果的测试都需要网络分仪表进行正,反双向测试,利用另外三个S参数对测试结果进行误差运算。这是被测件在校准前后结果对比,对于没有校准的测试结果,存在典型的波动,它是系统误差影响的结果。通过误差校准后,测试扫迹能更正确反映被测件性能。双端口校准误差项多,校准后仪表测试精度高。不同校准方法比较和电子校准件测试过程中根据测试参数和测试精度要求选择相应校准方式。测试中,往往需要利用适配器将仪表和被测件进行连接,该适配器可能会对测试结果有很大影响。如上图所示,适配器引起的反射信号会与被测件的真实反射信号进行矢量叠加。例子中,如果适配器的驻波比较差(SWR=1。
5),则耦合器的有效方向性将下降到14dB,此时,网络分析仪表反射测试的动态范围就只有14dB。如上所述,在测试过程中,使用高性能的适配器是非常必要的,虽然校准可以降低适配器对测试的影响,但在高性能被测件测试中该影响仍然较明显。下面介绍在接入适配器后网络分析仪的校准方法。仪表通过校准后,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。等效适配器互换法校准特别适合于具有两个相同形式而极性相同端口的被测件(如;2端口都为SMA阴性接头)。此方法需要使用性能相同,而阴阳极性不同的两个适配器。等效适配器互换法校准步是在校准过程中利用能进行直通(Through)校准的适配器A来完成传输校准。但该适配器并不能与测试直接连接。在反射校准过程中,将适配器A换为适配器B,这一交换改变了一个测试端口的接口极性。校准完成后的测试过程中,使用能和被测件直接连接的适配器B。
适配器B可以直接和被测件连接。如果适配器A和适配器B的电气性能完全相同,可以认为适配器A和适配器B只是外形不同的同一个适配器。这种校准方法的剩余误差为两个适配器之间的性能差异。校准过程较简单,但不能适用于复杂非插入器件校准。适配器移去校准需要使用一个具有和被测件相同接口方式的适配器,这个适配器叫做校准适配器。适配器的电长度必须小于测试频率的四分之一范围内。Agilent提供的N,5mm和2。4mm校准件可用于该目的,对于其它适配器,用户可以直接输入其电长度。适配器移去校准需要进行两次双端口校准。次校准中,将直通适配器放在测试端口2,校准结果存入校准数据组中。第二次校准,将适配器连接到测试端口1上。
校准数据用不同文件名也存在校准数据组中。在这个过程中,可以使用两种不同的校准件。以适应具有不同端口类型被测件的要求(端口1为N,端口2为SMA)。两次双端口校准完成后,在仪表适配器移去校准功能键下,根据提示将两次校准文件名输入仪表,仪表通过计算可测量适配器对测试影响。对于非同轴被测件进行测试,波导和晶片等,TRL校准是经常采用的校准方法,TRL代表“Through;直通;Reflect;反射;Line;传输线。采用TRL校准的原因是因为在非同轴和高频率条件下,要实现理想的匹配负载非常困难。真正完整的TRL校准为确定10项未知误差,需使用4网络分析仪,其中2台用于反射信号测试,另两台完成对传输信号的测试。
也可更换高精度电子压力传感器等等。网络分析仪是一种功能强大的仪器,正确使用时,可以达到极高的精度。它的应用也十分广泛,在很多行业都不可或缺,尤其在测量无线射频(RF)元件和设备的线性特性方面非常有用。现代网络分析仪还可以应用于更具体的场合,例如,信号完整性和材料的测量。随着业界款PXI网络分析仪的推出,你完全可以摆脱传统网络分析仪的高成本和大占地面积的,轻松地将网络分析仪应用于设计验证和产线测试。你可以使用所示的矢量网络分析仪测量设备的幅度,相位和阻抗。由于网络分析仪是一种封闭的激励-响应系统,你可以在测量RF特性时实现绝佳的精度。当然,充分理解网络分析仪的基本原理,对于你大限度的受益于网络分析仪非常重要。
在过去的十年中,矢量网络分析仪由于其较低的成本和的制造技术,流行度超过了标量网络分析仪。虽然网络分析理论已经存在了数十年,但是直到20世纪80年代早期台现代独立台式分析仪才诞生。在此之前,网络分析仪身形庞大复杂,由众多仪器和外部器件组合而成,且功能受限。NIPXIe-5630的推出标志着网络分析仪发展的又一个里程碑,它将矢量网络分析功能成功地赋予了灵活,软件定义的PXI模块化仪器平台。通常我们需要大量的测量实践,才能实现的幅值和相位参数测量,避免重大错误。由于射频仪器测量的不确定性,小的错误很可能会被忽略不计。而网络分析仪作为一种精密的仪器能够测量出极小的错误。网络是一个被高频率使用的术语。
有很多种现代的定义。就网络分析而言,网络指一组内部相互关联的电子元器件。网络分析仪的功能之一就是量化两个射频元件间的阻抗不匹配,大限度地提高功率效率和信号的完整性。每当射频信号由一个元件进入另一个时,总会有一部分信号被反射,而另一部分被传输,类似于所示。这就好比光源发出的光射向某种光学器件,例如透镜。其中,透镜就类似于一个电子网络。根据透镜的属性,一部分光将反射回光源,而另一部分光被传输过去。根据能量守恒定律,被反射的信号和传输信号的能量总和等于原信号或入射信号的能量。在这个例子中,由于热量产生的损耗通常是微不足道的,所以忽略不计。通过反射系数和传输系数,你可以更深入地了解被测器件(DUT)的性能。回顾光的类比,如果一面镜子,你会希望得到高反射系数。如果DUT是一个镜头,你会希望得到高传输系数。而太阳镜可能同时具有反射和透射特性。电子网络的测量方式与测量光器件的方式类似。网络分析仪产生一个正弦信号,通常是一个扫频信号。响应时,会传输并且反射入射信号。传输和反射信号的强度通常随着入射信号的频率发生变化。对于入射信号的响应是性能以及系统特性阻抗不连续性的表征。例如,带通滤波器的带外具有很高的反射系数,带内则具有较高的传输系数。如果DUT略微偏离特性阻抗则会造成阻抗失配,产生额外的非期望响应信号。我们的目标是建立一个的测量方法,测量响应,同时大限度的减少或不确定性。反射系数(G)和传输系数(T)分别对应入射信号中反射信号和传输信号所占的比例。
示意了这两个向量。现代网络分析基于散射参数或S-参数扩充了这种思想。参数是一种复杂的向量,它们代表了两个射频信号的比值。S-参数包含幅值和相位,在笛卡尔形式下表现为实和虚。S-参数用S坐标系表示,X代表DUT被测量的输出端,代表入射RF信号激励的DUT输入端。图4示意了一个简单的双端口器件,它可以表征为射频滤波器,衰减器或放大器。S11定义为端口1反射的能量占端口1入射信号的比例,S21定义为传输到DUT端口2的能量占端口1入射信号的比例。参数S11和S21为前向S-参数,这是因为入射信号来自端口1的射频源。对于从端口2入射信号,S22为端口2反射的能量占端口2入射信号的比例,S12为传输到DUT端口1的能量占端口2入射信号的比例。
它们都是反向S-参数。矢量网络分析仪作为射频微波元器件性能评价的一个基本工具,有着广泛的应用,下面我们通过一个滤波器的测试过程来看一看矢量网络分析仪E5063A是如何测试一个射频微波元器件的。设置矢量网络分析仪E5063A的测试参数:起始和截至频率,中频带宽和测试点数,然后执行校准移除系统误差,这里我们使用了既快又准的E-cal校准。在校准前请观察E-Cal的LED指示灯是否已经变为绿色,绿色代表ECal已经准备完毕可以开始校准(如果您使用的是N755x系列电子校准件,它启动后即可开始校准,无需等待。另外一个必须注意的是要检查网分的源输出功率,避免损坏电子校准件或者让电子校准件过载。我们将源输出功率调整为-15dBm。
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从而确保除了感兴趣的频率进行测量以为,其它频率都被排除。这个步骤满足条件并确保对信号的带宽进行了限制。有两个因素会导致简单的抗混叠方法复杂化。个也是容易解决的因素是,抗混叠滤波器的滚降(rolloff)速率是有限的。如图6所示,在实际滤波器的通带和截止带之间有一个过渡带。这个过渡带中的频率可能产生混叠。为了避免这些混叠分量,滤波器的截止频率必须低于理论频率上限?s/2。解决这个问题的简单办法是使用过采样(以高于Nyquist采样率的速率进行采样)。使采样频率略高于?max的两倍,也就是截止带实际开始频率的两倍,而不是要测量的频率的两倍。许多VSA的实现都使用保护带以防止显示混叠的频率分量。
FFT计算超出50%?s(相当于?s/2)的频谱分量。保护带大约在?s的40%至50%(或?s/2.56至?s/2)之间并且没有显示,因为它可能被混叠分量破坏。不过当VSA软件进行逆FFT运算时,在保护带中的信号用于提供的时域结果。高滚降率滤波器再结合保护带,会抑制潜在的混叠分量,并将它们衰减到远低于测量前端的底噪。另一个致使混叠(有限的频率分辨率)复杂化的因素解决起来难得多。首先,为宽频扫宽(高采样率)设计的抗混叠滤波器不适用于测量小分辨率带宽,原因有二个:一是需要极大的样本数量(内存分),二是需要惊人的FFT计算量(长测量时间)。例如,当采样率为10MHz时,一个10Hz分辨率带宽的测量将需要超过100万点的FFT。
也就是需要使用巨大容量的存储器和极长的测量时间。这是不可接受的,因为小分辨率带宽的测量能力是VSA的一大优势。提高频率分辨率的一个方法是减小?s,但代价是降低了FFT的频率上限,也就是终分析仪的带宽。不过,这仍不失为一个好方法,因为它允许你控制测量分辨率和频率范围。当采样率降低时,抗混叠滤波器的截止频率也必须降低,否则就会发生混叠。一种可能的解决方案是对每个扫宽提供一个抗混叠滤波器,或提供一个可选择截止频率的滤波器。使用模拟滤波器实现这种方案的困难很多,而且成本高昂,但是有可能通过DSP以数字形式添加额外的抗混叠滤波器。数字抽取滤波器和重采样算法提供了频率分辨率受限制问题的解决方法。AgilentVSA软件中就使用了这种方法。
数字抽取滤波器和重采样执行必要的操作以允许改变扫宽和分辨率带宽。数字抽取滤波器同时降低采样率并限制信号的带宽(提供混叠)。输入数字滤波器的采样率为?s;输出该滤波器的采样率为?s/n,其中“n”是抽取因子,为整数值。类似的,输入滤波器的带宽为“BW”,输出滤波器的带宽为“BW/n”。许多实现过程执行二进制抽取(采样率按1/2的速度降低),这意味着采样率按2的整数幂改变,即步进值为1/(2n)(1/1/1/8......)。通过“除以2n”得出的频率扫宽称为基数扫宽。由于减少了DSP操作,通常在基数扫宽上进行的测量比在任意扫宽上进行的测量要快。抽取滤波器允许采样率和扫宽以2的幂次改变。
要获得任意扫宽,采样率必须是无限可调的。这由抽取滤波器之后的重采样或插值滤波器来完成。尽管数字重采样滤波器在降低采样率的同时提供了混叠的,模拟抗混叠滤波器仍然是必要的,因为数字重采样滤波器本身也是一个被采样系统,必须被防止出现混叠。模拟抗混叠滤波器运行于?s上,保护宽频率扫宽上的分析。在模拟滤波器之后的数字滤波器,为较窄的、用户定义的扫宽提供抗混叠能力。当抗混叠涉及带限信号,并使用示波器作为VSA软件前端时,还必须采取额外的措施。下一个限制小分辨率带宽分析的复杂因素来源于FFT算法自身的本质特性;FFT实质上是一个基带转换。这意味着FFT频率范围从0Hz(或DC)开始,一直到某个大频率(?s/2)结束。
在小频段需要被分析的测量情况中,这可能是一个重大限制。例如,如果测量前端的采样率为10MHz,频率范围将从0Hz到5MHz(?s/2)。如果时间样本数量(N)为1024,那么频率分辨率将为9.8kHz(?s/N)。这意味着接近9.8kHz的频率可能无法分辨。如前所述,可以通过改变采样率来控制频率扫宽,但是由于扫描范围的起始频率是DC,所以分辨率仍然受到限制。频率分辨率可以任意提高,但是付出的代价是高频率的降低。这些限制的解决方法是带宽选择分析,又称为“缩放操作”或“缩放模式”。缩放操作使您可以在保持中心频率不变的情况下减小频率扫宽。这点非常有用,因为你可以分析和查看远离0Hz的小频率分量。缩放操作允许你将测量焦点放在测量前端频率范围内的任意频率点处(图7)。
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