儀器測試技術(shù)

儀器測試技術(shù)掌握正確的測試技術(shù)掌握正確測試技術(shù)的含義：1、正確理解儀表的測試原理；2、正確設(shè)置儀表；3、明確儀表的測試能力；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，這個世界上沒有理想的設(shè)備。某些影響測量誤差的因素是可以預(yù)測的或者說可以推導(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。通過測量這些標(biāo)準(zhǔn)件，來獲得那些導(dǎo)致測量誤差的系統(tǒng)誤差參數(shù)，從而在實際測量過程中作出修正。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)：通過測試直通（FWDTRANSTRU，REVTRANSTRU，F(xiàn)WDMATCHTRU，REVMATCHTRU）與隔離（FWD、REV）得到另外6個方程，從而完成12項誤差的校準(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臺接收機(jī)（R1，R2，A，B）b)TRL*校準(zhǔn)：網(wǎng)絡(luò)儀只有3臺接收機(jī)。(R，A，B)這兩個形式的主要區(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次測量，來獲得其中的8個未知參數(shù)(不包括兩個隔離誤差)。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次的測量來獲得10個誤差項。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量過程中，通過兩個參考接收機(jī)的比值關(guān)系可以對源匹配和負(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.阻抗恒定不變手動延伸1首先對端口進(jìn)行校準(zhǔn)，采用1port的校準(zhǔn)。校準(zhǔn)完畢后觀察Smith圓圖，并且使測試電纜終端開路。2接上測試探針或者測試線，繼續(xù)觀察Smith圓圖選擇端口延伸功能，調(diào)整延時直到弧線在開路點(diǎn)變?yōu)橐粋€點(diǎn)通過相位曲線調(diào)整延時接入夾具后的相位開路響應(yīng)調(diào)整延時后的相位響應(yīng)手動延伸的局限性在做完端口擴(kuò)展后，你可以觀察那個點(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)原理夾具與被測件構(gòu)成的系統(tǒng)測試夾具數(shù)學(xué)模型的建立1儀器測試2電磁場計算相位噪聲測試相位噪聲頻率源相位噪聲測量相位噪聲測試方法直接頻譜儀測量法原理框圖測量范圍相位噪聲測試方法參考源/鎖相環(huán)測量法原理框圖測量范圍相位噪聲測試方法鑒頻測量法原理框圖測量范圍相位噪聲測試方法互相關(guān)測量法原理框圖測量范圍測試方法比較案例3時鐘抖動測試實際環(huán)境中的抖動源利用相位噪聲測量分析RJ相位噪聲測量的PJ頻率分量噪聲系數(shù)測試噪聲系數(shù)的定義放大器輸入/輸出端的信號與噪聲噪聲溫度與噪聲系數(shù)的關(guān)系噪聲系數(shù)級聯(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，過低的前級增益會導(dǎo)致NF測量錯誤！測量帶寬的影響為了保證測試精度，應(yīng)設(shè)置噪聲系數(shù)測量設(shè)備的帶寬小于DUT帶寬。因為在測試時，測試設(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)測試混頻器測試的困惑：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)測試時，被測件設(shè)置（DUTsetup）中的一個參數(shù)sideband常常使人感到迷惑，究竟LSB，USB和DSB各自是什么含義，測試結(jié)果之間存在什么關(guān)系呢？設(shè)輸入信號為Fin，本振信號為FLO，則輸出信號會存在四個分量：Fin-FLO，F(xiàn)LO-Fin，F(xiàn)in（輸入信號泄漏），F(xiàn)LO本振泄漏），因此，兩個頻段的輸入信號和LO混頻都可以得到同一個輸出Fout，這就是通常所說的鏡像。在實際系統(tǒng)中，混頻器前端有濾波器和低噪放等元件限制鏡像頻率，而在單個元件的測試中，卻不一定有相關(guān)的設(shè)備。噪聲源是一個寬帶的激勵信號，若不加濾波器就直接連到混頻器輸入端，必然會有鏡像頻率的響應(yīng)疊加到輸出信號中，使測試結(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測試DSB測試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測試的結(jié)果來分析得到SSB情況即真實工作情況下的器件特性。有一點(diǎn)需要特別點(diǎn)明，對于測試環(huán)境來說，DSB和SSB唯一的區(qū)別在于SSB多了一個濾波器，如果不加這個濾波器而僅僅在測試儀表里選擇SSB是沒有意義的，測試儀表接收到的還是兩個邊帶同時變換到中頻得出的信號，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修正的方法會引入較大的誤差。案例5頻譜儀測試IM3頻譜儀也是一個接收機(jī)，在大信號條件下，也會產(chǎn)生失真！為了減小內(nèi)部失真的影響，必須進(jìn)行二次測量！案例6多通道接收系統(tǒng)測試測試需求：隨著MIMO技