矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的校準(zhǔn)技術(shù).ppt

《矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的校準(zhǔn)技術(shù).ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的校準(zhǔn)技術(shù).ppt（56頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的校準(zhǔn)技術(shù),Rohde&SchwarzPushinglimits,羅德與施瓦茨中國有限公司,安毅產(chǎn)品經(jīng)理Tel:010-64312828Email:Adams.Anrsbp.rohde-,主要內(nèi)容,概述系統(tǒng)誤差模型校準(zhǔn)方法及應(yīng)用,概述,測量原理,概述,矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的結(jié)構(gòu),概述,矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的結(jié)構(gòu),概述,矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的結(jié)構(gòu),概述,三通道矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀,概述,四通道矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀,概述,測量誤差系統(tǒng)誤差矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀內(nèi)部測試裝置的系統(tǒng)響應(yīng)外部測試裝置的系統(tǒng)響應(yīng)隨機(jī)誤差測試裝置的穩(wěn)定性儀器的穩(wěn)定性,系統(tǒng)誤差模型,5誤差項(xiàng)模型,系統(tǒng)誤差模型,誤差網(wǎng)絡(luò)變換,系統(tǒng)誤差模型,5誤差項(xiàng)模型的校準(zhǔn)如采用TOSM四個標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行校準(zhǔn)，則可以根據(jù)由標(biāo)準(zhǔn)件所決定的端口信號之間的關(guān)系確定矩陣R和T的參數(shù)。,系統(tǒng)誤差模型,10誤差項(xiàng)模型（三通道矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀）,系統(tǒng)誤差模型,開關(guān)切換對于誤差模型的影響因?yàn)殚_關(guān)位于參考接收機(jī)和三端口誤差網(wǎng)絡(luò)R,T之間，所以在四端口誤差網(wǎng)絡(luò)K中包含了下列影響：位置1功率分配器，開關(guān)（位置1）和三端口誤差網(wǎng)絡(luò)R位置2功率分配器，開關(guān)（位置2)和三端口誤差網(wǎng)絡(luò)T前向和反向測量時，對應(yīng)的誤差網(wǎng)絡(luò)和誤差項(xiàng)不同。(R11,R22,R12R21,T11,T21R21和T“11,T“22,T“12T“21,R“22,T“12R“12)稱為10誤差項(xiàng)模型在10誤差項(xiàng)模型中加入開關(guān)的泄漏誤差，eI0，eII0。稱為12誤差項(xiàng)模型,系統(tǒng)誤差模型,10(12)誤差項(xiàng)模型中對開關(guān)的要求高重復(fù)性高隔離度（大于VNA本身的動態(tài)范圍)無需良好匹配可以有損耗兩個切換位置無需相等,系統(tǒng)誤差模型,7誤差項(xiàng)模型(四通道矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀),系統(tǒng)誤差模型,7誤差項(xiàng)模型,將八個誤差現(xiàn)進(jìn)行歸一化,得到七個誤差項(xiàng),系統(tǒng)誤差模型,端口互耦消除的誤差模型,系統(tǒng)誤差模型,15誤差項(xiàng)模型(四通道）,系統(tǒng)誤差模型,15誤差項(xiàng)模型(四通道）,系統(tǒng)誤差模型,15誤差項(xiàng)模型(四通道）,系統(tǒng)誤差模型,15誤差項(xiàng)模型(四通道）(a)-無端口互耦，采用TRM進(jìn)行校準(zhǔn)，只測量DUT(b)-以20dB衰減器模擬端口互耦，TRM校準(zhǔn)，測量DUT(c)-以20dB衰減器模擬端口互耦，采用15誤差項(xiàng)校準(zhǔn)方法（如TMSO）進(jìn)行校準(zhǔn)，測量DUT,系統(tǒng)誤差模型,22誤差項(xiàng)模型(三通道）,系統(tǒng)誤差模型,22誤差項(xiàng)模型(三通道）下表列出了可能的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)件的組合需要至少兩個傳輸標(biāo)準(zhǔn)件為了達(dá)到最好的校準(zhǔn)性能，A標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)具有180度相移,校準(zhǔn)方法及應(yīng)用,校準(zhǔn)技術(shù)主要參考文獻(xiàn)1Churchill,H.M.,Susman,L.,“ASix-PortAutomaticNetworkAnalyzer“,IEEETransactionsonMicrowaveTheoryandTechniques,MTT-25,1977,pp.1086-10912Engen,G.F.,Hoer,C.A.,“Thru-Reflect-Line:AnImprovedTechniqueforCalibratingtheDualSixPortAutomaticNetworkAnalyzer“,IEEETransactionsonMicrowaveTheoryandTechniques,MTT-27,1979,pp.987-9933Eul,H.-J.,Schiek,B.,“Thru-Match-Reflect:OneResultofaRigorousTheoryforDe-embeddingandNetworkAnalyzerCalibration“,Proceedingsofthe18thEuropeanMicrowaveConference,September12-16,Stockholm(Sweden),1988,pp.909-9144Eul,H.-J.,Schiek,B.,“AGeneralizedTheoryandNewCalibrationProceduresforNetworkAnalyzerSelf-Calibration“,IEEETransactionsonMicrowaveTheoryandTechniques,MTT-39,1991,pp.724-7315Heuermann,H.,Schiek,B.,“TheIn-FixtureCalibrationProcedureLine-Network-Network-LNN“,Proceedingsofthe23rdEuropeanMicrowaveConference,September6-9,Madrid(Spain),1993,pp.500-5056Heuermann,H.,Schiek,B.,“ResultsofNetworkAnalyzerMeasurementswithLeakageErrorsCorrectedwiththeTMS-15-TermProcedure“,ProceedingsoftheIEEEMTT-SInternationalMicrowaveSymposium,May23-27,SanDiego(California),1994,pp.1361-1364,校準(zhǔn)方法及應(yīng)用,校準(zhǔn)方法分類NORMALIZATION包括反射與傳輸?shù)臍w一化，提供了最快的測量速度。FULLONEPORT校準(zhǔn)一個端口的T、D、S誤差項(xiàng)，適用于精確測量端口的反射。ONEPATHTWOPORT前二者的合成，適用于單向傳輸測試，如放大器。FULLTWOPORT適用于雙向測量，可校準(zhǔn)兩個端口，并進(jìn)行所有S參數(shù)的測量。提供了最高的精度,校準(zhǔn)方法及應(yīng)用,全雙端口校準(zhǔn)技術(shù),校準(zhǔn)方法及應(yīng)用,TOSM經(jīng)典的全雙端口校準(zhǔn)技術(shù),校準(zhǔn)方法及應(yīng)用,TOSM經(jīng)典的全雙端口校準(zhǔn)技術(shù)through/open/short/match由于是三通道，所以前向和反向通道中的誤差項(xiàng)不同12個誤差項(xiàng)泄漏設(shè)為常數(shù)4個校準(zhǔn)件的10個已知參數(shù)可以確定10個誤差項(xiàng)缺點(diǎn)：7個校準(zhǔn)步驟需知道所有校準(zhǔn)件的參數(shù)無法克服校準(zhǔn)誤差,校準(zhǔn)方法及應(yīng)用,TOSM校準(zhǔn)方法的擴(kuò)展端口泄漏補(bǔ)償兩個端口需要兩個匹配負(fù)載校準(zhǔn)和測量過程可能會呈現(xiàn)不同的泄漏特性在校準(zhǔn)過程中，兩個端口完全匹配，進(jìn)行隔離測量。所以，只有測量端口良好匹配的被測件能被準(zhǔn)確測量，如果被測件端口反射很大，則可能會導(dǎo)致較大的測量誤差。,校準(zhǔn)方法及應(yīng)用,TOSM校準(zhǔn)方法的擴(kuò)展滑動負(fù)載非理想匹配標(biāo)準(zhǔn)件的補(bǔ)償高頻測量時所需的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)件提高有效方向性提高幅度和相位精度,校準(zhǔn)方法及應(yīng)用,校準(zhǔn)方法的改進(jìn)TOSM校準(zhǔn)方法存在的不足需要校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)件的全部參數(shù)：例如，長度，損耗，寄生電容，寄生電感等。不能對校準(zhǔn)的質(zhì)量做進(jìn)一步的評估和檢測。改進(jìn)方法減少所需的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)件采用無需全部參數(shù)已知的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)用范圍測試夾具，芯片，PCB等,校準(zhǔn)方法及應(yīng)用,三個標(biāo)準(zhǔn)件的校準(zhǔn)方法七誤差項(xiàng)模型適用于多種應(yīng)用場合TOM帶有內(nèi)部認(rèn)證TNA,TRM,TRL適用于PCB，芯片，測試夾具等,校準(zhǔn)方法及應(yīng)用,TOMthrough/open/match適用于四通道儀器，采用7誤差項(xiàng)的模型3個校準(zhǔn)件具有八個已知參數(shù)，用來估計(jì)7個誤差項(xiàng)多出的一個等式用于認(rèn)證校準(zhǔn)結(jié)果正確與否，稱為內(nèi)部認(rèn)證，從而保證校準(zhǔn)精度，避免校準(zhǔn)誤差，在生產(chǎn)應(yīng)用中具有很高的可靠性。只需五個步驟適用于同軸系統(tǒng),校準(zhǔn)方法及應(yīng)用,TRMthrough/reflect/matchR可以未知，但在兩個測試端口需相等適用于測試夾具的校準(zhǔn)7誤差項(xiàng)模型，T具有4個已知參數(shù)，M具有兩個R對稱提供一個，從而可以估計(jì)7個誤差。如將端口空載，則只需3個步驟。SHORT可以用來驗(yàn)證校準(zhǔn)結(jié)果,校準(zhǔn)方法及應(yīng)用,TNAthrough/network/attenuator利用三個雙端口器件進(jìn)行校準(zhǔn)。network參數(shù)可以未知，但需對稱。attenuator的衰減可以未知，但需良好匹配T、N、A提供了七個已知參數(shù)進(jìn)行7個誤差項(xiàng)的估計(jì)。如將端口空載，則只需2步校準(zhǔn)。適于夾具和芯片校準(zhǔn)。SHORT可以用來驗(yàn)證校準(zhǔn)結(jié)果。,校準(zhǔn)方法及應(yīng)用,夾具測量,校準(zhǔn)方法及應(yīng)用,Through標(biāo)準(zhǔn)件的制作示例S11/S22取決于線的幾何結(jié)構(gòu)，基片的介電常數(shù)和厚度。S21/S12取決于線的電長度,校準(zhǔn)方法及應(yīng)用,Attenuator標(biāo)準(zhǔn)件的制作示例S11=S22=0S21/S12可以任意選擇，并且未知。但是要有別于Through.,校準(zhǔn)方法及應(yīng)用,Network標(biāo)準(zhǔn)件可以簡單地將端口空載對稱性主要由適配器來保證無需Network標(biāo)準(zhǔn)件,校準(zhǔn)方法及應(yīng)用,TNA應(yīng)用示例,校準(zhǔn)方法及應(yīng)用,TNA校準(zhǔn)夾具,校準(zhǔn)方法及應(yīng)用,TNA校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)件,校準(zhǔn)方法及應(yīng)用,TNA應(yīng)用示例,校準(zhǔn)方法及應(yīng)用,TRLThrough/Reflect/Line標(biāo)準(zhǔn)件Line和Through的長度差不能等于半波長的整數(shù)倍。以避免奇異點(diǎn)的出現(xiàn)。校準(zhǔn)的頻率范圍受到限制，換言之，終止頻率和起始頻率的最大比值為8:1,校準(zhǔn)方法及應(yīng)用,TRL增加校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)件來擴(kuò)展校準(zhǔn)頻率范圍(Line2,Match)高端頻率的擴(kuò)展：Line2的長度較Line1短，從而可以覆蓋更高的頻率范圍。例如Line2=2Line1/3。低端頻率的擴(kuò)展：對于掃描頻率低于較長的Line所對應(yīng)的20度限制值，可以采用Match進(jìn)行TRM校準(zhǔn)。,校準(zhǔn)方法及應(yīng)用,TOM-X將2個雙端口誤差模型推廣為一個四端口誤差模型15項(xiàng)誤差消除端口互耦,校準(zhǔn)方法及應(yīng)用,FactoryCalibration全雙端口校準(zhǔn)無用戶自校準(zhǔn)時，數(shù)據(jù)激活參考面位于Port1/Port2（或測試電纜端口）所有矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀均提供工廠校準(zhǔn)即使沒有用戶自校準(zhǔn)，也可以滿足大部分測量的精度要求,校準(zhǔn)方法及應(yīng)用,功率校準(zhǔn)需要功率探頭和功率計(jì)可以對下列項(xiàng)目進(jìn)行功率校準(zhǔn)：ZVx輸出功率的修正外部源輸出功率的修正接收機(jī)通道的修正在測量參考面獲得最高的電平精度可對任意功率電平進(jìn)行校準(zhǔn)，甚至是驅(qū)動放大器的輸出功率變頻測量時，不能采用系統(tǒng)誤差補(bǔ)償技術(shù),校準(zhǔn)方法及應(yīng)用,功率校準(zhǔn)采用外部功率計(jì)來校準(zhǔn)內(nèi)部信號源采用校準(zhǔn)后的內(nèi)部源來校準(zhǔn)接收機(jī)校準(zhǔn)精度受功率探頭的限制，一般要好于0.1dB,校準(zhǔn)方法及應(yīng)用,T-Check快速測試矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的測量精度校準(zhǔn)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量T-Checker的所有S參數(shù)將數(shù)據(jù)保存為*.s2p的格式利用評估軟件來得到當(dāng)前儀器設(shè)備的不確定性,校準(zhǔn)方法及應(yīng)用,T-Check的原理Prof.Dr.Ing.SeigfriedMartius,UniversityofErlangenNuremberg三端口器件的S參數(shù)該三端口器件無需對稱，互易和匹配，唯一的要求是無損，從而有推導(dǎo)得到T-Check參數(shù)CT,校準(zhǔn)方法及原理,T-Check在理想情況下，參數(shù)CT應(yīng)為1或100%.偏離1（100%）的程度指示了網(wǎng)絡(luò)分析儀的測量不確定度,校準(zhǔn)方法及應(yīng)用,T-Checker,Thankyouforyourattention.,