ניתוח קצר של מודל השגיאה וכיול של מנתח רשתות וקטוריות

לאחרונה, דנתי במודל השגיאות ובתהליך הכיול של מנתחי רשתות וקטוריות עם עמית מהתעשייה. ריכזתי אותו בקצרה ושיתפתי אותו עם כולם. מוזמנים לדון בו יחד.

מודל השגיאה של Yanet אכן אינו קל להבנה. באופן כללי, רק אלו שמפתחים את Yanet או מתמחים בטכנולוגיית בדיקה יתעמקו בו לעומק. לפני השימוש ב- Yanet לבדיקה, נדרש כיול שגיאות מערכת. המטרה היא לתקן את איבר השגיאה שהוצג על ידי התקן הבדיקה עצמו ולקבל את פרמטרי ה-S האמיתיים של ה- DUT.

כיול שגיאות מערכת ניתן לחלק לכיול שגיאות מערכת של יציאה אחת וכיול שגיאות מערכת של יציאה אחת. הראשון משמש בעיקר לבדיקת מקדם ההחזרה והפרמטרים הנגזרים ממנו בהתקנים בעלי יציאה אחת, בעוד שהשני משמש בעיקר לבדיקת פרמטרי S מלאים והפרמטרים הנגזרים מהם בהתקנים בעלי יציאה כפולה.

כיול שגיאות מערכת של יציאה יחידה כולל OSM (פתוח/קצר/התאמה, נקרא לפעמים OSL - פתוח/קצר/עומס) וכיול מנורמל. כיול OSM הוא כיול מלא של יציאה יחידה, שיכול לתקן את מונחי השגיאה המעורבים בבדיקה מקיפה של יציאה יחידה, ולכן יש לו את הדיוק הגבוה ביותר בעת בדיקת התקנים בעלי יציאה יחידה! כיול נורמליזציה של החזרה מהיר מאוד, אך שימוש ברכיב כיול יחיד של פתוח או קצר יכול לפתור רק מונח שגיאה אחד של מעקב החזרה, ולכן הדיוק מוגבל.

איור 1 הוא תרשים סכמטי מקביל של רפלקטומטר. הסיבה לכך שניתן לבדוק את מקדם ההחזרה היא שהוא מכיל אלמנט כיווני - מצמד כיווני (רוב רשתות הווקטורים בתדר נמוך משתמשות בגשר VSWR), אשר משיג הפרדה בין גלים פוגעים לגלים מוחזרים.

איור 1. תרשים סכמטי קצר של רפלקטומטר

התהליך הבסיסי של בדיקת ההחזרה: מקור העירור מספק את האות a1, ורוב יציאות רשת הווקטורים יוצאות אל ה-DUT לאחר שעברו דרך המצמד; האות המוחזר על ידי ה-DUT מגיע למקלט המדידה Meas. בנוסף, מכיוון שהמצמד אינו אידיאלי, גם הבידוד שלו מוגבל, מה שגורם לחלק מאות העירור a1 להיות מוזן ישירות למקלט המדידה דרך ערוץ הבידוד של המצמד.

במילים אחרות, האות b3 שנקלט על ידי מקלט המדידה מכיל למעשה שלושה חלקים: האות המוחזר ישירות על ידי ה-DUT, אות ההחזרה המרובה במשטח הייחוס של הבדיקה, והאות שדלף ישירות דרך ערוץ בידוד המצמד.

לפני שנפרט את הנוסחאות, בואו נציג בקצרה את פרמטרי הזיהוי באיור: למצמד עצמו יש 4 יציאות, אך בהתחשב בכך שהמודל כולל רק כמה פרמטרים של המצמד, הוא שווה ערך להתקן בעל 3 יציאות כאן, והיציאות הן יציאה 1, יציאה 2 ויציאה 3.21מתייחס למקדם העברה של המצמד, S31מתייחס למקדם ההעברה של תעלת הדליפה, S32מתייחס למקדם ההעברה של ערוץ הצימוד.

לשם הפשטות, ניתן תחילה לצייר את דיאגרמת זרימת האות למעלה, כפי שמוצג להלן: (Γהנבדקהוא מקדם ההחזרה האמיתי של ה-DUT).

איור 2. דיאגרמת זרימת אות במהלך בדיקה בפורט יחיד

ניתן לקבל את b ישירות מדיאגרמת זרימת האות3הביטוי של:

לאחר פישוט, הערכים הנמדדים של מקדם ההחזרה הם כדלקמן:

ניתן לראות מהנוסחה לעיל שמדידת מקדם ההחזרה מכילה ארבעה מונחי שגיאה: S21ס32ס31,S. נקרא בדרך כלל (S21· ש32) 为反射跟踪R(מעקב אפקטיבי)，称S31/(ס21· ש32) הוא הכיווניות, בקיצור D (כיווניות), ו-S נקרא מקדם ההחזרה של יציאת המקור.

לאחר פישוט, ישנם למעשה שלושה מונחי שגיאה R, D ו-S בבדיקות חד-יציאה. במהלך הכיול, משתמשים בשלושה חלקים סטנדרטיים, פתיחה, קצרה והתאמה, בהתאמה. כל חלק סטנדרטי מקבל משוואה, שיכולה לפתור באופן ייחודי את שלושת מונחי השגיאה, ולאחר מכן לתקן את תוצאות המדידה.

על מנת להקל על ההרחבה למקרה של בדיקה דו-פורטית, מוצגת רשת שגיאה דו-פורטית, שהיא רשת דו-פורטית מקבילה המכילה ארבעה פרמטרים S ei, j, הקשר המתאים עם R, D, S הוא: R=e01· ה10， D= ה00/R，S= ה11.

כל פורט ברשת הווקטורים יכול להשיג רשת דו-פורטים שקולה כזו. השגיאות הכרוכות בבדיקה דו-פורטים גדולות בהרבה מאלה בבדיקה חד-פורטית, ולכן נדרשת שיטת כיול מורכבת יותר כדי לתקן את תוצאות הבדיקה.

איור 3. רשת דו-פורטים עם שגיאה מקבילה

כיול שגיאות המערכת הדו-פורטי הקלאסי ביותר הוא TOSM (Through, Open, Short, Match), המכונה לעיתים גם SOLT (L, Load). כיול TOSM מתאים למודל שגיאה בן 12 איברים, ובסופו של דבר מתקבלות 10 שגיאות לאחר פישוט. כיול TOSM יכול לספק בדיוק 10 משוואות, כך שניתן לקבוע באופן ייחודי את הפתרון לאיבר השגיאה.

להלן דוגמה לבדיקת העברת נתונים של רשת דו-פורטים כדי לבחון את נתיבי האות האפשריים: ישנם חמישה נתיבי אות אפשריים מ-1 עד 5 בסך הכל. ביניהם, נתיב האות 5 הוא קטע הדיבור של הפורט או מתקן הבדיקה. לשם פשטות, מונח זה אינו כלול בנוסחה הבאה, כלומר, הפורטים נחשבים מבודדים באופן אידיאלי.

ניתן לראות מתרשים זרימת האות שמקדם ההעברה קדימה של הבדיקה S21כאשר , השגיאה נובעת בעיקר מתגובת תדר השידור של התקן הבדיקה עצמו, השתקפויות מרובות ממשטח הייחוס של הבדיקה וכו'. השגיאה הממופה לרשת בעלת שני הפורטים מוצגת באיור 5. בשילוב עם דיאגרמת זרימת האות המתאימה באיור 4, ניתן לגזור את S21ביטוי בין הערך הנמדד לבין איבר השגיאה.

איור 4. רשת דו-פורטים: נתיבי אות קיימים במהלך בדיקה קדימה

איור 5. נתיבי אותות ומונחי שגיאה תואמים במהלך בדיקה קדימה ואחורה

前向测试将会涉及到R、D、S、T(מעקב שידור)、L(התאמה לטעינה)五项误差，S11 和S21ביטוי הערך הנמדד של הוא כדלקמן:

בדיקות אחוריות יכלול R"ד"、 ס"、T"ל" (התאמה לטעינה) 五项误差，S12 和S22ביטוי הערך הנמדד של הוא כדלקמן:

לאחר כיול TOSM, ניתן להשיג את 10 השגיאות הללו, ולאחר מכן להציבן אותן במשוואה לעיל כדי לחשב את ארבעת פרמטרי S האמיתיים.

מאמר זה משוכפל מתוך "רשת תדרי רדיו מיקרוגל", תומך בהגנה על זכויות קניין רוחני, אנא ציין את המקור המקורי ואת המחבר בעת הדפסה חוזרת. אם יש הפרה כלשהי, אנא צור איתנו קשר כדי למחוק אותה.