儀器測(cè)試技術(shù)

儀器測(cè)試技術(shù)掌握正確的測(cè)試技術(shù)掌握正確測(cè)試技術(shù)的含義：1、正確理解儀表的測(cè)試原理；2、正確設(shè)置儀表；3、明確儀表的測(cè)試能力；矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀為什么要校準(zhǔn)？通常情況下，只有理想的設(shè)備才不需要校準(zhǔn)。很不幸的是，這個(gè)世界上沒有理想的設(shè)備。某些影響測(cè)量誤差的因素是可以預(yù)測(cè)的或者說可以推導(dǎo)得出的，我們稱之為系統(tǒng)誤差。而某些卻是隨機(jī)出現(xiàn)，無法消除，我們稱之為隨機(jī)誤差。網(wǎng)絡(luò)分析儀誤差修正的基礎(chǔ)，就是測(cè)量一些已知的標(biāo)準(zhǔn)件，比如直通，負(fù)載，短路和開路。通過測(cè)量這些標(biāo)準(zhǔn)件，來獲得那些導(dǎo)致測(cè)量誤差的系統(tǒng)誤差參數(shù)，從而在實(shí)際測(cè)量過程中作出修正。校準(zhǔn)的方法SOLT校準(zhǔn)技術(shù)SOLT全稱為Short-Open-Load-Transmission，

即短路開路負(fù)載和傳輸校準(zhǔn)方式。校準(zhǔn)的參數(shù)：由端口匹配所引起的:源失配誤差負(fù)載失配誤差由頻率響應(yīng)所引起的:反射跟蹤響應(yīng)誤差傳輸跟蹤響應(yīng)誤差由信號(hào)泄露所引起的:方向性誤差串?dāng)_誤差單端口校準(zhǔn)中，主要為了消除其中的3項(xiàng)誤差，分別是源失配誤差，方向性誤差以及反射跟蹤響應(yīng)誤差。校準(zhǔn)流程圖雙端口SOLT校準(zhǔn)：通過測(cè)試直通（FWDTRANSTRU，REVTRANSTRU，F(xiàn)WDMATCHTRU，REVMATCHTRU）與隔離（FWD、REV）得到另外6個(gè)方程，從而完成12項(xiàng)誤差的校準(zhǔn)。不同校準(zhǔn)方法的區(qū)別TRL校準(zhǔn) TRL全稱為TransmissionReflectionLine就是直通，反射，傳輸線的校準(zhǔn)方式。它有以下兩種形式。a)真正的TRL校準(zhǔn)：需要網(wǎng)絡(luò)儀有4臺(tái)接收機(jī)（R1，R2，A，B）b)TRL*校準(zhǔn)：網(wǎng)絡(luò)儀只有3臺(tái)接收機(jī)。(R，A，B)這兩個(gè)形式的主要區(qū)別在于網(wǎng)絡(luò)儀的結(jié)構(gòu)。TRL*校準(zhǔn)3接收機(jī)結(jié)構(gòu) TRL*這種校準(zhǔn)方式是利用8項(xiàng)誤差模型建立的(不包括隔離誤差)。在校準(zhǔn)過程中需要做10次測(cè)量，來獲得其中的8個(gè)未知參數(shù)(不包括兩個(gè)隔離誤差)。但是TRL*的校準(zhǔn)過程中，默認(rèn)同一端口處的源失配誤差和負(fù)載失配誤差相同。也就是說對(duì)于ε11來說，它既是正向的源失配(當(dāng)端口1為輸出，端口2為輸入)同時(shí)也是反向的負(fù)載失配(當(dāng)端口2為輸出，端口1為輸入)。它無法區(qū)分出源匹配和負(fù)載匹配。TRL校準(zhǔn)真正的TRL校準(zhǔn)，通過14次的測(cè)量來獲得10個(gè)誤差項(xiàng)。由于TRL是建立在4接收機(jī)結(jié)構(gòu)形式上的，因此在直通和傳輸線的測(cè)量過程中，通過兩個(gè)參考接收機(jī)的比值關(guān)系可以對(duì)源匹配和負(fù)載匹配做出修正。4接收機(jī)結(jié)構(gòu)案例1端口延伸前提：無損耗幅度響應(yīng)平坦3.相位為線性4.阻抗恒定不變手動(dòng)延伸1首先對(duì)端口進(jìn)行校準(zhǔn)，采用1port的校準(zhǔn)。校準(zhǔn)完畢后觀察Smith圓圖，并且使測(cè)試電纜終端開路。2接上測(cè)試探針或者測(cè)試線，繼續(xù)觀察Smith圓圖選擇端口延伸功能，調(diào)整延時(shí)直到弧線在開路點(diǎn)變?yōu)橐粋€(gè)點(diǎn)通過相位曲線調(diào)整延時(shí)接入夾具后的相位開路響應(yīng)調(diào)整延時(shí)后的相位響應(yīng)手動(dòng)延伸的局限性在做完端口擴(kuò)展后，你可以觀察那個(gè)點(diǎn)，應(yīng)該是在Smith圓圖的0度點(diǎn)靠左面，也就是說有損耗的影響.自動(dòng)延伸在網(wǎng)絡(luò)儀的端口延伸的工具條上單擊AutoPortExt…即可。補(bǔ)償后的效果案例2De-Embedding測(cè)試夾具的影響去內(nèi)嵌的目的：精確表征非同軸的元器件需要從測(cè)量結(jié)果中消除夾具所帶來的影響。數(shù)學(xué)原理夾具與被測(cè)件構(gòu)成的系統(tǒng)測(cè)試夾具數(shù)學(xué)模型的建立1儀器測(cè)試2電磁場(chǎng)計(jì)算相位噪聲測(cè)試相位噪聲頻率源相位噪聲測(cè)量相位噪聲測(cè)試方法直接頻譜儀測(cè)量法原理框圖測(cè)量范圍相位噪聲測(cè)試方法參考源/鎖相環(huán)測(cè)量法原理框圖測(cè)量范圍相位噪聲測(cè)試方法鑒頻測(cè)量法原理框圖測(cè)量范圍相位噪聲測(cè)試方法互相關(guān)測(cè)量法原理框圖測(cè)量范圍測(cè)試方法比較案例3時(shí)鐘抖動(dòng)測(cè)試實(shí)際環(huán)境中的抖動(dòng)源利用相位噪聲測(cè)量分析RJ相位噪聲測(cè)量的PJ頻率分量噪聲系數(shù)測(cè)試噪聲系數(shù)的定義放大器輸入/輸出端的信號(hào)與噪聲噪聲溫度與噪聲系數(shù)的關(guān)系噪聲系數(shù)級(jí)聯(lián)關(guān)系端口匹配的影響系統(tǒng)插入增益=S212當(dāng)端口失配時(shí)，過低的前級(jí)增益會(huì)導(dǎo)致NF測(cè)量錯(cuò)誤！測(cè)量帶寬的影響為了保證測(cè)試精度，應(yīng)設(shè)置噪聲系數(shù)測(cè)量設(shè)備的帶寬小于DUT帶寬。因?yàn)樵跍y(cè)試時(shí)，測(cè)試設(shè)備基于DUT的幅頻響應(yīng)是平坦的這一假設(shè)。Y-Factor噪聲源功率與溫度的線性關(guān)系案例4混頻器的噪聲系數(shù)測(cè)試混頻器測(cè)試的困惑：在采用噪聲系數(shù)表或者頻譜儀的噪聲系數(shù)選件進(jìn)行下變頻器噪聲系數(shù)測(cè)試時(shí)，被測(cè)件設(shè)置（DUTsetup）中的一個(gè)參數(shù)sideband常常使人感到迷惑，究竟LSB，USB和DSB各自是什么含義，測(cè)試結(jié)果之間存在什么關(guān)系呢？設(shè)輸入信號(hào)為Fin，本振信號(hào)為FLO，則輸出信號(hào)會(huì)存在四個(gè)分量：Fin-FLO，F(xiàn)LO-Fin，F(xiàn)in（輸入信號(hào)泄漏），F(xiàn)LO本振泄漏），因此，兩個(gè)頻段的輸入信號(hào)和LO混頻都可以得到同一個(gè)輸出Fout，這就是通常所說的鏡像。在實(shí)際系統(tǒng)中，混頻器前端有濾波器和低噪放等元件限制鏡像頻率，而在單個(gè)元件的測(cè)試中，卻不一定有相關(guān)的設(shè)備。噪聲源是一個(gè)寬帶的激勵(lì)信號(hào)，若不加濾波器就直接連到混頻器輸入端，必然會(huì)有鏡像頻率的響應(yīng)疊加到輸出信號(hào)中，使測(cè)試結(jié)果存在偏差。儀器設(shè)置LSB、USB和DSB上變頻器來說，只有LSB和USB兩種選擇：LSB：RF=LO-IF；USB：RF=IF-LO對(duì)于下變頻器來說，可以選擇LSB，USB和DSB：LSB：RF=LO-IF；USB：RF=IF-LO；DSB：RFLSB和RFUSB混頻得到的IF的疊加。儀器配置SSB測(cè)試DSB測(cè)試SSB與DSB的關(guān)系

將增益減去3dB

將噪聲系數(shù)加上3dB通過DSB計(jì)算SSB結(jié)論如果下變頻器在RFLSB和RFUSB頻段的傳輸特性一致，完全可以用DSB測(cè)試的結(jié)果來分析得到SSB情況即真實(shí)工作情況下的器件特性。有一點(diǎn)需要特別點(diǎn)明，對(duì)于測(cè)試環(huán)境來說，DSB和SSB唯一的區(qū)別在于SSB多了一個(gè)濾波器，如果不加這個(gè)濾波器而僅僅在測(cè)試儀表里選擇SSB是沒有意義的，測(cè)試儀表接收到的還是兩個(gè)邊帶同時(shí)變換到中頻得出的信號(hào)，即DSB的結(jié)果。另外，若RFLSB和RFUSB不一致，則兩者的噪聲系數(shù)和增益并不存在兩倍的關(guān)系，用3dB修正的方法會(huì)引入較大的誤差。案例5頻譜儀測(cè)試IM3頻譜儀也是一個(gè)接收機(jī)，在大信號(hào)條件下，也會(huì)產(chǎn)生失真！為了減小內(nèi)部失真的影響，必須進(jìn)行二次測(cè)量！案例6多通道接收系統(tǒng)測(cè)試測(cè)試需求：隨著MIMO技