網(wǎng)絡(luò)分析儀技術(shù)指標(biāo)和校準(zhǔn)篇

　　安泰維修中心今天和大家聊一聊網(wǎng)絡(luò)分析儀的主要技術(shù)指標(biāo)和主要校準(zhǔn)方法。
　　網(wǎng)分的主要指標(biāo)如下：
　　1.頻率范圍：
　　這個(gè)就不多說(shuō)了。一般網(wǎng)分中比較高端的網(wǎng)分范圍高頻會(huì)到67G左右。如果超過(guò)67G腫么辦？那就得上上變頻器了，嘿嘿，這個(gè)有空再展開(kāi)講。
　　2.頻率分辨力：
　　這個(gè)是啥東東？可以理解成網(wǎng)分看頻率的最小視力表，能看到多小的頻率，這個(gè)指標(biāo)常見(jiàn)1Hz或者0.1Hz。
　　3.頻率準(zhǔn)確度：
　　是指網(wǎng)分內(nèi)的源，輸出的頻率顯示值相對(duì)于真實(shí)值的接近程度。
　　4.功率準(zhǔn)確度：
　　是指網(wǎng)分內(nèi)的源，輸出的功率顯示值相對(duì)于真實(shí)值的接近程度。
　　5.動(dòng)態(tài)范圍：
　　動(dòng)態(tài)范圍有兩種定義方式：接收機(jī)動(dòng)態(tài)范圍和系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍。接收機(jī)動(dòng)態(tài)范圍：Pmax-Pmin。為了實(shí)現(xiàn)更大的接收機(jī)動(dòng)態(tài)范圍，可能需要使用放大器。系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍：Pref-Pmin。大家從上面的公式可以看出：一般接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍會(huì)大于系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍。
　　6.本底噪聲
　　網(wǎng)絡(luò)分析儀的本底噪聲Pmin,也就是系統(tǒng)的靈敏度。接收機(jī)的本底噪聲DANL（英文全名DisplayAverageNoiseLevel）是網(wǎng)絡(luò)分析儀的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo),它有助于確定分析儀的動(dòng)態(tài)范圍。一般本底噪聲都是歸一化以后的噪聲，也就是以dBm/Hz為基礎(chǔ)單位。
　　7.掃描速度
　　一般是201點(diǎn)掃描時(shí)的最快速度，越快當(dāng)然測(cè)量效率越高。網(wǎng)絡(luò)分析儀的指標(biāo)還是比較復(fù)雜的，比較重要且易理解的大概如上，然后再考慮具體的應(yīng)用環(huán)境，我們基本上就可以完成網(wǎng)絡(luò)分析儀的選型了。


　　下面我們來(lái)聊聊網(wǎng)絡(luò)分析儀的測(cè)量校準(zhǔn)：
　　既然說(shuō)校準(zhǔn)，肯定是為了消除誤差。那么網(wǎng)分的誤差來(lái)自于哪些方面呢？
　　測(cè)量誤差主要包括：隨機(jī)誤差、系統(tǒng)誤差、漂移誤差
　　系統(tǒng)誤差則包括網(wǎng)絡(luò)儀內(nèi)部測(cè)試裝置的系統(tǒng)響應(yīng)和外部測(cè)試裝置的系統(tǒng)響應(yīng)。
　　漂移誤差由于溫度引起的。它可以通過(guò)其它校準(zhǔn)來(lái)去除。一般在測(cè)試設(shè)備可使用溫度范圍的中值進(jìn)行使用可以將該誤差降到最低。
　　隨機(jī)誤差則包括測(cè)試裝置的穩(wěn)定性和儀器的穩(wěn)定性。其主要組成為設(shè)備噪聲，例如采樣噪聲，IF底噪等，切換重復(fù)性以及接口重復(fù)性。當(dāng)使用網(wǎng)分時(shí)，由于隨機(jī)性所以無(wú)法通過(guò)校準(zhǔn)去除，可以通過(guò)提升信號(hào)源功率，降低IF帶寬或者多次掃頻求平均的方法來(lái)降低噪聲誤差。
　　所以校準(zhǔn)主要彌補(bǔ)的是系統(tǒng)和漂移誤差。


　　那誤差是通過(guò)什么樣的誤差模型來(lái)補(bǔ)償?shù)哪?，一般現(xiàn)在的精準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)分析儀基本都選用了十二項(xiàng)誤差模型：

　　雙端口網(wǎng)絡(luò)中，前向六項(xiàng)誤差和反向六項(xiàng)誤差，加起來(lái)稱(chēng)十二項(xiàng)誤差。
　　如FindRF上篇基礎(chǔ)篇所講，網(wǎng)絡(luò)分析儀校準(zhǔn)中常用機(jī)械校準(zhǔn)件。機(jī)械校準(zhǔn)件校準(zhǔn)的主要方法：
　　1.NORMALIZATION（直通校準(zhǔn)）
　　Port1和port2直通連接，包括反射與傳輸?shù)臍w一化，提供了最快的測(cè)量速度。2.FULLONEPORT（全單端口校準(zhǔn)）
　　Port1和port2直通連接，port1開(kāi)路，port1短路，port1負(fù)載。
　　校準(zhǔn)一個(gè)端口的T、D、S誤差項(xiàng)，適用于精確測(cè)量端口的反射。比如天線(xiàn)的S參數(shù)\放大器單向傳輸測(cè)試測(cè)試，可以用這種辦法。
　　3.FULLTWOPORT（經(jīng)典的TOSM）
　　port1和port2直通連接(Through)
　　port1開(kāi)路,port2開(kāi)路(Open)
　　port1短路port2短路(Short)
　　port1負(fù)載port2負(fù)載(Match)
　　看明白了吧，TOSM稱(chēng)呼的來(lái)源就是上面四個(gè)步驟中的英文首字母。
　　此校準(zhǔn)方法中，由于是三通道，所以前向和反向通道中的誤差項(xiàng)不同，總共有12個(gè)誤差項(xiàng)，泄漏設(shè)為常數(shù)，4個(gè)校準(zhǔn)件的10個(gè)已知參數(shù)可以確定10個(gè)誤差項(xiàng)。
　　缺點(diǎn)為：
　　1）步驟比較復(fù)雜，需要7個(gè)校準(zhǔn)步驟
　　2）需知道所有校準(zhǔn)件的參數(shù)
　　3）無(wú)法克服校準(zhǔn)誤差上面TOSM方法適用于雙向測(cè)量，可校準(zhǔn)兩個(gè)端口，并進(jìn)行所有S參數(shù)的測(cè)量。提供了最高的精度。


　　除了上面的幾種最常用的，還有哪些校準(zhǔn)方法呢？
　　1.TOM(through/open/match)
　　這種方法適用于四通道儀器，采用7誤差項(xiàng)的模型。3個(gè)校準(zhǔn)件具有八個(gè)已知參數(shù)，用來(lái)估計(jì)7個(gè)誤差項(xiàng)。那么多出的一個(gè)等式用于認(rèn)證校準(zhǔn)結(jié)果正確與否，稱(chēng)為內(nèi)部認(rèn)證，從而保證校準(zhǔn)精度，避免校準(zhǔn)誤差，在生產(chǎn)應(yīng)用中具有很高的可靠性。只需五個(gè)步驟，適用于同軸系統(tǒng)。

　　2.TRM（through/reflect/match）
　　R可以未知，但在兩個(gè)測(cè)試端口需相等，適用于測(cè)試夾具的校準(zhǔn)。7誤差項(xiàng)模型，T具有4個(gè)已知參數(shù)，M具有兩個(gè)，R對(duì)稱(chēng)提供一個(gè)，從而可以估計(jì)7個(gè)誤差。如將端口空載，則只需3個(gè)步驟。
　　SHORT可以用來(lái)驗(yàn)證校準(zhǔn)結(jié)果。

　　3.TNA（through/network/attenuator）
　　這種校準(zhǔn)方式利用三個(gè)雙端口器件進(jìn)行校準(zhǔn)。network參數(shù)可以未知，但需對(duì)稱(chēng)。attenuator的衰減可以未知，但需良好匹配。T、N、A提供了七個(gè)已知參數(shù)進(jìn)行7個(gè)誤差項(xiàng)的估計(jì)。如將端口空載，則只需2步校準(zhǔn)。適于夾具和芯片校準(zhǔn)。SHORT可以用來(lái)驗(yàn)證校準(zhǔn)結(jié)果。

　　由于被測(cè)件五花八門(mén)，校準(zhǔn)方法還有很多竅門(mén)，展開(kāi)又是一篇文章，這里射頻君就不詳講了。
　　除了機(jī)械校準(zhǔn)件，為了節(jié)省時(shí)間，下面的電子校準(zhǔn)件（E-Cal）也很流行：

　　方便是方便了，但是銀子也喜人的很，就看諸位君的預(yù)算了。
　　這期的網(wǎng)分基礎(chǔ)指標(biāo)和校準(zhǔn)就講到這里哈，射頻君的洪荒之力已經(jīng)用完，還請(qǐng)大家（尤其催更的童鞋們）點(diǎn)擊下方那個(gè)“閱讀原文”友情訪(fǎng)問(wèn)一下我們的小店連接器哈，現(xiàn)在現(xiàn)貨特價(jià)銷(xiāo)售哦！
　　看到了這里的同學(xué)，確實(shí)應(yīng)該獎(jiǎng)勵(lì)彩蛋
　　上期有童鞋問(wèn)群時(shí)延，在這里給親們解釋一下：
　　網(wǎng)分可以測(cè)量的參數(shù)，除了大名鼎鼎的S11，S22，S12，S21以外，還有群時(shí)延。
　　什么叫群時(shí)延？英文大名是GroupDelay。其表示相位的波動(dòng)速度，怎么解釋?zhuān)?br>　　因此，描述相位變化隨著頻率變化的快慢程度的量稱(chēng)為群延遲。也就是說(shuō)群延時(shí)的是代表了相位的失真，群延遲恒定時(shí)傳輸波形失真最小。所以線(xiàn)性傳輸網(wǎng)絡(luò)，工作頻帶中的群延時(shí)應(yīng)為常數(shù)。通俗的理解就是，群可以看成是由各種頻率的波疊加構(gòu)成的一個(gè)波包絡(luò)，群延遲就是包絡(luò)的延遲，當(dāng)群延遲為一恒定值時(shí)，包絡(luò)的形狀就不會(huì)發(fā)生變化，無(wú)失真；反之，則各個(gè)頻率的波延遲不同，組成的波包絡(luò)形狀發(fā)生變化，造成失真。所以如果群延時(shí)比較大，我們看信號(hào)就相當(dāng)于過(guò)了一個(gè)哈哈鏡，完全失真了。

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