Краткий анализ модели ошибок и калибровка векторного анализатора цепей.

Недавно я обсуждал с коллегой из отрасли модель ошибок и процесс калибровки векторных анализаторов цепей. Я кратко изложил это обсуждение и поделился им со всеми. Приглашаю к совместному обсуждению.

Модель ошибок Yanet действительно нелегко понять. Как правило, углубленно изучать ее могут только те, кто разрабатывает Yanet или специализируется на технологиях тестирования. Перед использованием Yanet для тестирования необходима калибровка системных ошибок. Цель состоит в том, чтобы скорректировать погрешность, вносимую самим тестовым устройством, и получить истинные S-параметры тестируемого устройства.

Калибровка системной ошибки может быть разделена на однопортовую и двухпортовую. Первая в основном используется для проверки коэффициента отражения и его производных параметров однопортовых устройств, тогда как вторая в основном используется для проверки полных S-параметров и их производных параметров двухпортовых устройств.

Калибровка ошибок однопортовой системы включает в себя OSM (разомкнутая/замкнутая/согласованная цепь, иногда называемая OSL — разомкнутая/замкнутая цепь/нагрузка) и нормализованную калибровку. Калибровка OSM — это полная калибровка однопортовой системы, которая позволяет корректировать ошибки, возникающие при комплексном тестировании однопортовых устройств, поэтому она обладает наивысшей точностью при тестировании однопортовых устройств! Нормализованная калибровка отражения выполняется очень быстро, но использование только одного компонента калибровки — разомкнутой или замкнутой цепи — позволяет устранить только одну ошибку отслеживания отражения, поэтому точность ограничена.

На рисунке 1 представлена ​​эквивалентная принципиальная схема рефлектометра. Возможность измерения коэффициента отражения обусловлена ​​наличием в нем направляющего элемента — направленного ответвителя (в большинстве низкочастотных векторных сетей используется мост КСВН), который обеспечивает разделение падающих и отраженных волн.

Рисунок 1. Краткая принципиальная схема рефлектометра.

Основной процесс отражательного теста: источник возбуждения Source подает сигнал a1, и большая часть портов векторной сети выводится на тестируемое устройство (DUT) после прохождения через соединитель; отраженный от DUT сигнал достигает измерительного приемника Meas. Кроме того, поскольку соединитель не идеален, его изоляция также ограничена, что приводит к тому, что часть сигнала возбуждения a1 напрямую подается на измерительный приемник Meas через изолирующий канал соединителя.

Иными словами, сигнал b3, принимаемый измерительным приемником, фактически состоит из трех частей: сигнала, непосредственно отраженного от тестируемого объекта, сигнала многократного отражения от эталонной поверхности и сигнала, непосредственно просачивающегося через изолирующий канал соединителя.

Прежде чем перечислить формулы, кратко представим параметры идентификации на рисунке: сам соединитель имеет 4 порта, но, учитывая, что модель включает только некоторые параметры соединителя, здесь он эквивалентен 3-портовому устройству, а портами являются port1, port2 и port3. S21обозначает коэффициент пропускания соединителя, S.31обозначает коэффициент пропускания канала утечки, S.32обозначает коэффициент пропускания канала связи.

Для простоты, сначала можно нарисовать приведенную выше схему потока сигналов, как показано ниже: (Γ)DUT(где — действительный коэффициент отражения исследуемого объекта).

Рисунок 2. Схема потока сигналов во время однопортового тестирования.

Значение b можно получить непосредственно из схемы потока сигналов.3Выражение:

После упрощения измеренные значения коэффициента отражения выглядят следующим образом:

Из приведенной выше формулы видно, что измерение коэффициента отражения содержит четыре погрешности: S21，С32，С31С. Обычно называется (С).21· С32) 为反射跟踪R (эффективное отслеживание)，称S31/(С21· С32) — это направленность, обозначаемая аббревиатурой D (направленность), а S называется коэффициентом отражения от источника.

После упрощения, в однопортовом тестировании фактически присутствуют три погрешности: R, D и S. Во время калибровки используются три стандартных элемента: обрыв цепи, короткое замыкание и соответствие. Для каждого стандартного элемента выводится уравнение, позволяющее однозначно определить три погрешности, а затем скорректировать результаты измерений.

Для упрощения расширения на случай двухпортового тестирования вводится двухпортовая сеть ошибок, представляющая собой эквивалентную двухпортовую сеть, содержащую четыре S-параметра e.I, JСоответствующее соотношение с R, D, S выглядит так: R=e01· е10，Д= е00/R,S= е11.

Каждый порт векторной сети может получить эквивалентную ошибку двухпортовой сети. Ошибки, возникающие при двухпортовом тестировании, значительно больше, чем при однопортовом тестировании, поэтому для корректировки результатов тестирования требуется более сложный метод калибровки.

Рисунок 3. Эквивалентная ошибка двухпортовой сети.

Наиболее классический метод калибровки ошибок двухпортовой системы — это TOSM (Through, Open, Short, Match), иногда также называемый SOLT (L, Load). Калибровка TOSM подходит для 12-членной модели ошибок, и в конечном итоге после упрощения получается 10 ошибок. Калибровка TOSM может предоставить ровно 10 уравнений, поэтому решение для члена ошибки может быть однозначно определено.

В качестве примера рассмотрим двухпортовый сетевой тест прямого доступа, чтобы проследить возможные пути прохождения сигнала: всего существует пять возможных путей прохождения сигнала от 1 до 5. Среди них путь прохождения сигнала 5 представляет собой перекрестные помехи порта или тестового устройства. Для простоты этот термин не включен в следующую формулу, то есть порты считаются идеально изолированными.

Из схемы потока сигналов видно, что коэффициент прямой передачи теста S21Когда ошибка в основном возникает из-за частотной характеристики самого тестового устройства, многократных отражений от эталонной тестовой поверхности и т. д. Ошибка, отображенная на двухпортовую сеть, показана на рисунке 5. В сочетании с соответствующей диаграммой потока сигналов на рисунке 4 можно получить S.21Выражение, связывающее измеренное значение с погрешностью.

Рисунок 4. Двухпортовая сеть: пути прохождения сигналов, присутствующие во время прямого тестирования.

Рисунок 5. Пути прохождения сигнала и соответствующие погрешности при прямом и обратном тестировании.

前向测试将会涉及到R、D、S、T(отслеживание передачи)、L(согласование нагрузки)五项误差，S11 И S21Выражение для измеренного значения выглядит следующим образом:

Для тестирования на исторических данных будет использоваться язык программирования R."、D"、 S"、Т"、Л" (Загрузить соответствие) 五项误差,S12 И S22Выражение для измеренного значения выглядит следующим образом:

После калибровки TOSM можно получить эти 10 ошибок, которые затем подставляются в приведенное выше уравнение для расчета четырех реальных параметров S.

Данная статья воспроизведена из "Сеть микроволновых радиочастот«Поддерживая защиту прав интеллектуальной собственности, пожалуйста, указывайте первоисточник и автора при перепечатке. В случае нарушения авторских прав, пожалуйста, свяжитесь с нами для удаления публикации».