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数据网络分析仪的校准过程是怎样的?

2025-01-16 10:30:56  点击:

数据网络分析仪的校准过程

数据网络分析仪(VNA)的校准是确保测量精度的关键步骤。校准过程主要分为以下几个步骤:

  1. 选择校准标准:

    • 根据被测器件(DUT)的类型和测试需求,选择合适的校准标准。常见的校准标准包括短路(Short)、开路(Open)、负载(Load)和直通(Through)标准件。这些标准件的特性已知,用于建立误差模型。

  2. 设置测试参数:

    • 设置网络分析仪的频率范围、扫描点数、端口功率和中频带宽等参数。这些参数应根据被测器件的特性进行调整,以确保测量的准确性和可靠性。

  3. 连接校准件:

    • 将校准件连接到网络分析仪的测试端口。对于单端口校准,需要分别连接短路、开路和负载校准件;对于双端口校准,还需要连接直通校准件。

  4. 执行校准步骤:

    • 按照网络分析仪的校准指南,依次进行校准操作。通常,校准过程包括以下几个步骤:

      • 反射校准:分别测量短路、开路和负载校准件的反射特性。

      • 传输校准:测量直通校准件的传输特性。

      • 误差模型计算:通过测量结果计算误差模型,消除系统误差。

  5. 验证校准结果:

    • 校准完成后,进行验证测试,确保校准结果的准确性。可以使用已知特性的校准件进行再次测量,检查测量结果是否符合预期。例如,开路校准件的反射系数应接近1,负载校准件的反射系数应接近0,直通校准件的传输损耗应接近0dB。

  6. 存储和调用校准状态:

    • 将校准结果存储在网络分析仪中,以便在后续测量中调用。如果测试条件相似,可以使用已保存的校准状态,而无需重新校准。这不仅可以提高测试效率,还可以减少校准件的磨损。

常见校准方法

  1. 频响校准(Response Calibration):

    • 只测试1个校准件,进行1次校准测试操作。反射测试时使用短路或开路校准件,传输测试时使用直通校准件。频响校准简单但精度较低,主要用于消除频率响应误差。

  2. 矢量校准(Vector Calibration):

    • 单端口矢量校准(1-Port Cal):使用3个校准件(Open、Short、Load),进行3次校准测试操作。可消除被校准端口的3项系统误差(方向性误差、源失配误差、反射跟踪误差)。

    • 双端口矢量校准(2-Port Cal):使用4个校准件(Open、Short、Load、Through),进行7次校准测试操作。可消除两个测试端口的全部12项系统误差。

    • 多端口矢量校准(3-Port Cal 或 4-Port Cal):是双端口校准的两两组合,校准测试操作会有所增加。

    • TRL校准:使用三种校准件(Through、Reflect、Line),适用于高精度测量。TRL校准的精度不完全由校准件决定,因此校准精度较高。

  3. 电子校准(E-Cal):

    • 电子校准件通过USB接口与网络分析仪连接,校准过程简单、速度快,且不确定因素少。电子校准件支持混合端口校准,适用于非插入器件的测试。

校准注意事项

  • 校准件的选择:确保校准件的特性准确,选择与被测器件连接器类型匹配的校准件。

  • 连接器和电缆的维护:保持连接器和电缆的清洁,避免污染和损坏。使用防尘套保护端口和电缆。

  • 校准状态的保存:将校准状态保存在仪器中,以便在相似测试条件下调用,减少校准次数。

通过以上步骤和方法,可以确保数据网络分析仪的校准过程准确无误,从而提高测量结果的可靠性和精度。