Phân tích ngắn gọn về mô hình lỗi và hiệu chuẩn của máy phân tích mạng vectơ.

Gần đây, tôi đã thảo luận về mô hình lỗi và quy trình hiệu chuẩn của máy phân tích mạng vector với một đồng nghiệp trong ngành. Tôi đã tóm tắt lại và chia sẻ với mọi người. Mời mọi người cùng thảo luận.

Mô hình lỗi của Yanet thực sự không dễ hiểu. Thông thường, chỉ những người phát triển Yanet hoặc chuyên về công nghệ kiểm thử mới có thể nghiên cứu sâu về nó. Trước khi sử dụng Yanet để kiểm thử, cần phải hiệu chỉnh lỗi hệ thống. Mục đích là để hiệu chỉnh sai số do chính thiết bị kiểm thử gây ra và thu được các tham số S thực sự của DUT.

Việc hiệu chuẩn sai số hệ thống có thể được chia thành hiệu chuẩn sai số hệ thống một cổng và hiệu chuẩn sai số hệ thống hai cổng. Loại thứ nhất chủ yếu được sử dụng để kiểm tra hệ số phản xạ và các thông số dẫn xuất của nó trong các thiết bị một cổng, trong khi loại thứ hai chủ yếu được sử dụng để kiểm tra toàn bộ thông số S và các thông số dẫn xuất của nó trong các thiết bị hai cổng.

Hiệu chuẩn lỗi hệ thống một cổng bao gồm OSM (mở/ngắn mạch/phù hợp, đôi khi được gọi là OSL - mở/ngắn mạch/tải) và hiệu chuẩn chuẩn hóa. Hiệu chuẩn OSM là hiệu chuẩn một cổng hoàn chỉnh, có thể sửa các thành phần lỗi liên quan đến thử nghiệm một cổng toàn diện, do đó nó có độ chính xác cao nhất khi thử nghiệm các thiết bị một cổng! Hiệu chuẩn chuẩn hóa phản xạ rất nhanh, nhưng chỉ sử dụng một thành phần hiệu chuẩn duy nhất là Mở hoặc Ngắn mạch chỉ có thể giải quyết một thành phần lỗi của việc theo dõi phản xạ, do đó độ chính xác bị hạn chế.

Hình 1 là sơ đồ mạch tương đương của một máy đo phản xạ. Lý do có thể kiểm tra hệ số phản xạ là vì nó chứa một phần tử định hướng - một bộ ghép định hướng (hầu hết các mạng vectơ tần số thấp sử dụng cầu VSWR), giúp tách sóng tới và sóng phản xạ.

Hình 1. Sơ đồ tóm tắt máy đo phản xạ.

Quy trình cơ bản của phép thử phản xạ: nguồn kích thích Source cung cấp tín hiệu a1, và hầu hết các cổng mạng vector được xuất ra DUT sau khi đi qua bộ ghép; tín hiệu phản xạ từ DUT đến bộ thu đo Meas. Ngoài ra, do bộ ghép không lý tưởng, độ cách ly của nó cũng bị hạn chế, điều này khiến một phần tín hiệu kích thích a1 được đưa trực tiếp vào Meas.Receiver thông qua kênh cách ly của bộ ghép.

Nói cách khác, tín hiệu b3 mà bộ thu đo nhận được thực chất bao gồm ba phần: tín hiệu phản xạ trực tiếp từ DUT, tín hiệu phản xạ đa lần tại bề mặt tham chiếu thử nghiệm và tín hiệu rò rỉ trực tiếp qua kênh cách ly của bộ ghép nối.

Trước khi liệt kê các công thức, chúng ta hãy giới thiệu ngắn gọn các tham số nhận dạng trong hình: bản thân bộ ghép nối có 4 cổng, nhưng xét rằng mô hình chỉ liên quan đến một số tham số của bộ ghép nối, nên ở đây nó tương đương với một thiết bị 3 cổng, và các cổng là port1, port2 và port3.21S đề cập đến hệ số truyền qua của bộ ghép nối.31đề cập đến hệ số truyền của kênh rò rỉ, S32Điều này đề cập đến hệ số truyền dẫn của kênh ghép nối.

Để đơn giản, trước tiên bạn có thể vẽ sơ đồ luồng tín hiệu ở trên, như hình bên dưới: (ΓDUT(là hệ số phản xạ thực của thiết bị cần kiểm tra).

Hình 2. Sơ đồ luồng tín hiệu trong quá trình kiểm tra một cổng.

b có thể được lấy trực tiếp từ sơ đồ luồng tín hiệu.3Biểu hiện của:

Sau khi đơn giản hóa, các giá trị đo được của hệ số phản xạ như sau:

Từ công thức trên có thể thấy rằng phép đo hệ số phản xạ chứa bốn thành phần sai số: S21,S32,S31,S. Thường được gọi là (S21· S32) 为反射跟踪R(theo dõi hiệu quả),称S31/(S21· S32) là độ định hướng, viết tắt là D (độ định hướng), và S được gọi là hệ số phản xạ của cổng nguồn.

Sau khi đơn giản hóa, thực tế có ba thành phần sai số R, D và S trong thử nghiệm cổng đơn. Trong quá trình hiệu chuẩn, ba bộ phận chuẩn là Hở mạch, Ngắn mạch và Phù hợp được sử dụng tương ứng. Mỗi bộ phận chuẩn có một phương trình có thể giải duy nhất ba thành phần sai số này, từ đó hiệu chỉnh kết quả đo.

Để tạo điều kiện thuận lợi cho việc mở rộng sang trường hợp kiểm tra hai cổng, một mạng hai cổng lỗi được giới thiệu, đó là một mạng hai cổng tương đương chứa bốn tham số S e.tôi, j, mối quan hệ tương ứng với R, D, S là: R=e01· e10,D=e00/R,S= e11.

Mỗi cổng của mạng vectơ có thể nhận được một mạng hai cổng có lỗi tương đương. Sai số trong thử nghiệm hai cổng lớn hơn nhiều so với thử nghiệm một cổng, do đó cần một phương pháp hiệu chuẩn phức tạp hơn để hiệu chỉnh kết quả thử nghiệm.

Hình 3. Mạng hai cổng với sai số tương đương

Phương pháp hiệu chuẩn lỗi hệ thống hai cổng kinh điển nhất là TOSM (Through, Open, Short, Match), đôi khi còn được gọi là SOLT (L, Load). Hiệu chuẩn TOSM phù hợp với mô hình lỗi 12 thành phần, và cuối cùng thu được 10 lỗi sau khi đơn giản hóa. Hiệu chuẩn TOSM có thể cung cấp chính xác 10 phương trình, do đó lời giải cho thành phần lỗi có thể được xác định duy nhất.

Ví dụ sau đây lấy bài kiểm tra chuyển tiếp mạng hai cổng làm minh họa để quan sát các đường dẫn tín hiệu có thể xảy ra: tổng cộng có năm đường dẫn tín hiệu khả thi từ 1 đến 5. Trong số đó, đường dẫn tín hiệu 5 là nhiễu xuyên kênh của cổng hoặc thiết bị kiểm tra. Để đơn giản, thuật ngữ này không được bao gồm trong công thức sau, tức là các cổng được coi là cách ly lý tưởng.

Từ sơ đồ dòng tín hiệu có thể thấy rằng hệ số truyền tiến thử nghiệm S21Khi đó, sai số chủ yếu đến từ đáp ứng tần số truyền dẫn của chính thiết bị thử nghiệm, nhiều phản xạ từ bề mặt tham chiếu thử nghiệm, v.v. Sai số được ánh xạ tới mạng hai cổng được thể hiện trong Hình 5. Kết hợp với sơ đồ dòng tín hiệu tương ứng trong Hình 4, S có thể được suy ra.21Mối quan hệ giữa giá trị đo được và sai số.

Hình 4. Mạng hai cổng: các đường dẫn tín hiệu hiện diện trong quá trình kiểm tra chuyển tiếp

Hình 5. Đường dẫn tín hiệu và các thuật ngữ lỗi tương ứng trong quá trình kiểm tra thuận và nghịch.

前向测试将会涉及到R、D、S、T(theo dõi đường truyền)、L(Trùng khớp tải)五项误差，S11 和S21Biểu thức giá trị đo được như sau:

Việc kiểm thử ngược sẽ liên quan đến R.'、D',S'、T'、 L' (Load match) 五项误差，S12 和S22Biểu thức giá trị đo được như sau:

Sau khi hiệu chuẩn TOSM, có thể thu được 10 sai số này, sau đó thay thế vào phương trình trên để tính toán bốn tham số S thực.

Bài viết này được sao chép từ "Mạng tần số vô tuyến vi sóngĐể bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ, vui lòng ghi rõ nguồn gốc và tác giả khi in lại. Nếu phát hiện vi phạm, vui lòng liên hệ với chúng tôi để gỡ bỏ.