仪器测试技术

仪器测试技术掌握正确的测试技术掌握正确测试技术的含义：1、正确理解仪表的测试原理；2、正确设置仪表；3、明确仪表的测试能力；矢量网络分析仪为什么要校准？通常情况下，只有理想的设备才不需要校准。很不幸的是，这个世界上没有理想的设备。某些影响测量误差的因素是可以预测的或者说可以推导得出的，我们称之为系统误差。而某些却是随机出现，无法消除，我们称之为随机误差。网络分析仪误差修正的基础，就是测量一些已知的标准件，比如直通，负载，短路和开路。通过测量这些标准件，来获得那些导致测量误差的系统误差参数，从而在实际测量过程中作出修正。校准的方法SOLT校准技术SOLT全称为Short-Open-Load-Transmission，

即短路开路负载和传输校准方式。校准的参数：由端口匹配所引起的:源失配误差负载失配误差由频率响应所引起的:反射跟踪响应误差传输跟踪响应误差由信号泄露所引起的:方向性误差串扰误差单端口校准中，主要为了消除其中的3项误差，分别是源失配误差，方向性误差以及反射跟踪响应误差。校准流程图双端口SOLT校准：通过测试直通（FWDTRANSTRU，REVTRANSTRU，FWDMATCHTRU，REVMATCHTRU）与隔离（FWD、REV）得到另外6个方程，从而完成12项误差的校准。不同校准方法的区别TRL校准 TRL全称为TransmissionReflectionLine就是直通，反射，传输线的校准方式。它有以下两种形式。a)真正的TRL校准：需要网络仪有4台接收机（R1，R2，A，B）b)TRL*校准：网络仪只有3台接收机。(R，A，B)这两个形式的主要区别在于网络仪的结构。TRL*校准3接收机结构 TRL*这种校准方式是利用8项误差模型建立的(不包括隔离误差)。在校准过程中需要做10次测量，来获得其中的8个未知参数(不包括两个隔离误差)。但是TRL*的校准过程中，默认同一端口处的源失配误差和负载失配误差相同。也就是说对于ε11来说，它既是正向的源失配(当端口1为输出，端口2为输入)同时也是反向的负载失配(当端口2为输出，端口1为输入)。它无法区分出源匹配和负载匹配。TRL校准真正的TRL校准，通过14次的测量来获得10个误差项。由于TRL是建立在4接收机结构形式上的，因此在直通和传输线的测量过程中，通过两个参考接收机的比值关系可以对源匹配和负载匹配做出修正。4接收机结构案例1端口延伸前提：无损耗幅度响应平坦3.相位为线性4.阻抗恒定不变手动延伸1首先对端口进行校准，采用1port的校准。校准完毕后观察Smith圆图，并且使测试电缆终端开路。2接上测试探针或者测试线，继续观察Smith圆图选择端口延伸功能，调整延时直到弧线在开路点变为一个点通过相位曲线调整延时接入夹具后的相位开路响应调整延时后的相位响应手动延伸的局限性在做完端口扩展后，你可以观察那个点，应该是在Smith圆图的0度点靠左面，也就是说有损耗的影响.自动延伸在网络仪的端口延伸的工具条上单击AutoPortExt…即可。补偿后的效果案例2De-Embedding测试夹具的影响去内嵌的目的：精确表征非同轴的元器件需要从测量结果中消除夹具所带来的影响。数学原理夹具与被测件构成的系统测试夹具数学模型的建立1仪器测试2电磁场计算相位噪声测试相位噪声频率源相位噪声测量相位噪声测试方法直接频谱仪测量法原理框图测量范围相位噪声测试方法参考源/锁相环测量法原理框图测量范围相位噪声测试方法鉴频测量法原理框图测量范围相位噪声测试方法互相关测量法原理框图测量范围测试方法比较案例3时钟抖动测试实际环境中的抖动源利用相位噪声测量分析RJ相位噪声测量的PJ频率分量噪声系数测试噪声系数的定义放大器输入/输出端的信号与噪声噪声温度与噪声系数的关系噪声系数级联关系端口匹配的影响系统插入增益=S212当端口失配时，过低的前级增益会导致NF测量错误！测量带宽的影响为了保证测试精度，应设置噪声系数测量设备的带宽小于DUT带宽。因为在测试时，测试设备基于DUT的幅频响应是平坦的这一假设。Y-Factor噪声源功率与温度的线性关系案例4混频器的噪声系数测试混频器测试的困惑：在采用噪声系数表或者频谱仪的噪声系数选件进行下变频器噪声系数测试时，被测件设置（DUTsetup）中的一个参数sideband常常使人感到迷惑，究竟LSB，USB和DSB各自是什么含义，测试结果之间存在什么关系呢？设输入信号为Fin，本振信号为FLO，则输出信号会存在四个分量：Fin-FLO，FLO-Fin，Fin（输入信号泄漏），FLO本振泄漏），因此，两个频段的输入信号和LO混频都可以得到同一个输出Fout，这就是通常所说的镜像。在实际系统中，混频器前端有滤波器和低噪放等元件限制镜像频率，而在单个元件的测试中，却不一定有相关的设备。噪声源是一个宽带的激励信号，若不加滤波器就直接连到混频器输入端，必然会有镜像频率的响应叠加到输出信号中，使测试结果存在偏差。仪器设置LSB、USB和DSB上变频器来说，只有LSB和USB两种选择：LSB：RF=LO-IF；USB：RF=IF-LO对于下变频器来说，可以选择LSB，USB和DSB：LSB：RF=LO-IF；USB：RF=IF-LO；DSB：RFLSB和RFUSB混频得到的IF的叠加。仪器配置SSB测试DSB测试SSB与DSB的关系

将增益减去3dB

将噪声系数加上3dB通过DSB计算SSB结论如果下变频器在RFLSB和RFUSB频段的传输特性一致，完全可以用DSB测试的结果来分析得到SSB情况即真实工作情况下的器件特性。有一点需要特别点明，对于测试环境来说，DSB和SSB唯一的区别在于SSB多了一个滤波器，如果不加这个滤波器而仅仅在测试仪表里选择SSB是没有意义的，测试仪表接收到的还是两个边带同时变换到中频得出的信号，即DSB的结果。另外，若RFLSB和RFUSB不一致，则两者的噪声系数和增益并不存在两倍的关系，用3dB修正的方法会引入较大的误差。案例5频谱仪测试IM3频谱仪也是一个接收机，在大信号条件下，也会产生失真！为了减小内部失真的影响，必须进行二次测量！案例6多通道接收系统测试测试需求：随着MIMO技