當前位置:首頁 > 測試測量 > 測試測量
[導讀]在射頻測試中,人們把待測件看成是個射頻網(wǎng)絡。這里所指的網(wǎng)絡是指一個盒子,不管大小如何,中間裝的什么,我們并不一定知道,它只要是對外接有一個同軸連接器,我們就稱其為單端口網(wǎng)絡(習慣上又叫負載ZL),它上面若裝有兩

在射頻測試中,人們把待測件看成是個射頻網(wǎng)絡。這里所指的網(wǎng)絡是指一個盒子,不管大小如何,中間裝的什么,我們并不一定知道,它只要是對外接有一個同軸連接器,我們就稱其為單端口網(wǎng)絡(習慣上又叫負載ZL),它上面若裝有兩個同軸連接器則稱為兩端口網(wǎng)絡。

一、單端口網(wǎng)絡的測試

最簡單的單端口網(wǎng)絡為負載,口上為連接器,后面接一個無感電阻。復雜的可能是個天線的入口。單端口網(wǎng)絡的對外參數(shù)只有一個反射系數(shù)Γ,其他參數(shù)如回損、駐波比與阻抗,皆可由其導出。最常用的測反射系數(shù)的器件為反射電橋。

1.反射電橋

反射電橋又稱電橋反射計或定向電橋,它不過是測反射系數(shù)的傳感頭。它只能測反射并不能測入射。由于它的輸出正比于反射系數(shù),因此取名反射電橋是非常恰當?shù)摹S腥朔Q為駐波電橋,其實駐波電橋只適于那種在里面已裝入檢波二極管,因而只有幅度信息沒有相位信息的電橋。

(1)基本原理

原理圖與惠司頓電橋完全相同,只不過結(jié)構(gòu)尺寸改小適于高頻連接,并且不再想法調(diào)平衡,而是直接取出誤差電壓而已。

如圖所示,除非ZX= Z0否則a、b兩點間是有誤差電壓Vab的。輸出正比于反射系數(shù)。反射電橋的名稱也由此而來。

(2)電橋的基本性能參數(shù)

定向性:在電橋測試端口經(jīng)開短路校正后呈一根水平線,在接上精密負載后,光點應下降,其dB值即定向性。定向性有35dB就不錯了,對一般測量綽綽有余;要求高時,要用精密負載校零反射,校后有效定向性即與負載的回損值相當。

測試端口反射:這是指由測試端口向電橋內(nèi)部看去是否匹配的一個指標,這個指標作到20dB(回損)左右就不錯了。這個指標主要影響大反射的測量,而通常主要是測小反射,因此影響不算大,要求高時可加作三項校正校掉。

插入損耗:輸入端與測試端間的插損在6dB左右,而輸入端與輸出端的插損理論值為12dB。

(3)注意事項:這種橋很易損壞,主要是插頭超差所引起,這里面有個L-16與N型的問題,雖然已于1990年2月1日宣布國標連接器也采用N型。但實際上L-16仍在大量應用,這樣造成若用N型作橋,則L-16插上將損壞電橋,而按L-16作橋則螺紋不對,而且縫太大,對高頻不利。

2.三項校正

由于組成儀器的各個功能塊由于組成儀器的各個功能塊(包括反射電橋)并不理想,為了提高儀器準確度,就有個校正問題。在對單端口網(wǎng)絡進行測試時,要作三項校正。

(1)、開路校正

開路校正的實質(zhì)就是校Γ=1的這一點,頻率不高(如2GHz以下)時,只要電橋測試口空著即可。頻率高或?qū)ο辔灰蟾邥r,最好接上開路器進行開路校正。

(2)、短路校正

短路校正的實質(zhì)就是校Γ=-1的這一點,只要在電橋測試口接上短路器進行短路校正即可。

(3)、校零

校零的實質(zhì)就是校Γ= 0的這一點,當電橋定向性不到30dB時,或測較小的反射時,需要進行校零。在電橋測試口接上精密負載,即可進行校零;精密負載的回損在使用頻段內(nèi)應優(yōu)于40dB。

3.駐波測量中幾個實際問題

⑴ 儀器不是沒有誤差的

一個待測件在兩臺儀器上測出的數(shù)據(jù)是不會完全相同的,因為每臺儀器都有一定的誤差,那么差多少是合理的呢?這就要作誤差估計了。對于一個定向性為40dB的電橋來說,表示入射到反射的漏過信號為0.01,這也就是不確定度的大小;設待測件的的反射為Γ,則讀出的反射將為兩者的矢量和,由于兩者之間的相位可為任何值,其后果是:

Γmax=|Γ|+0.01, Γmin=|Γ|-0.01,即Γ值起伏±0.01。

若定向性為30dB,則Γ值起伏±0.0316。由此也可算出駐波比值的范圍或回損值的范圍。

在三項校正中,這個定向性不足引入的誤差,可由精密負載來校零(也有稱校匹配的),其實質(zhì)是以負載的反射為零。這在1GHz以下還是辦得到的,而實際上負載也是有反射的。假如負載也是40dB,那校不校也就無所謂了。假如負載劣于40dB,那反而校壞了。作為工程應用,不宜提出過高要求。矛盾出在有時某一產(chǎn)品在這臺儀器上合格而在另一臺儀器上不合格,但有時又反過來。這時的實質(zhì)是產(chǎn)品作得太臨界。產(chǎn)品指標一定要留有余地,否則這種矛盾永遠存在,靠換儀器來使產(chǎn)品過關只是權宜之計。總之對儀器的誤差范圍要有所了解,射頻器的誤差總是比低頻儀器的誤差大些的。

⑵.注意防止電纜出問題

實際測量中要防止電纜出問題。不是實在必要,不宜通過電纜來進行測試,否則電纜的不完善將影響測試精度。作為測試電纜必須經(jīng)過檢驗,其回損優(yōu)于30dB為宜。隨便找一根電纜可能只有十幾個dB那是不行的。電纜不好能否進行三項校正來提高精度呢?原則上是可以的。

即使作為連接電纜,也常因接觸不良與開短路現(xiàn)象造成儀器不能正常工作,通常以為是儀器故障,其實多半是電纜出了問題。

二、兩端口網(wǎng)絡的測試

兩端口網(wǎng)絡的品種很多,最常用的就是兩端裝有連接器的一段電纜,通常用的為連接電纜,測試用的為測試電纜。其他還有衰減器、放大器等等。

兩端口網(wǎng)絡的外部特性,要用四個參數(shù)才能完全表示。一般只測兩個參數(shù)已足,若超過兩個,對于普及型儀器只好掉頭進行測試。

對于無源器件,這兩個參數(shù)即回損與插損。當兩端口網(wǎng)絡的出口端接上精密負載后,測其入端回損時。測試原理及方法與單端口網(wǎng)絡完全相同,不再重復。下面主要介紹插損測試問題。對于放大器,主要的參數(shù)為增益,而儀器中測增益是利用衰減器將增益抵消后形成的插損折算后得到的。因此對儀器內(nèi)部而言,仍然是在測插損。

1.插損測試

在一傳輸線系統(tǒng)中, 通常都會提出整個系統(tǒng)的插入損耗(簡稱插損或IL)不得大于某一規(guī)定值的要求, 若系統(tǒng)不止一個器件, 則每一個器件(一般為兩端口網(wǎng)絡)也都有各自的插損指標,因此測插損是經(jīng)常碰到的一個很實際的問題。

通常的作法是采用替代法, 先將網(wǎng)絡分析儀的輸出端與輸入端間, 用兩根電纜經(jīng)過一個短的轉(zhuǎn)接器(一般為雙陰或雙陽)連接起來校直通, 然后將轉(zhuǎn)接器去掉接入待測件即可測出插損。但是測試值有時偏大, 有時偏小, 甚至出現(xiàn)放大現(xiàn)象, 這在測小插損時經(jīng)常會碰到, 尤其是測較長電纜時,會出現(xiàn)起伏較大且較多的現(xiàn)象。

失配對測試的影響:上面提到的替代法, 是通過串入待測件后入口收到的信號變小后來算出插損的。假如整個系統(tǒng)(即源出口, 兩根電纜, 轉(zhuǎn)接器, 入口)是理想匹配的, 則測出的損耗是對的。 但是理想匹配這個前提只在較低頻率下存在, 而一般情況下是不理想的, 也就是說測試系統(tǒng)中有多處反射存在。入口的信號(除了入射的經(jīng)過插損的信號外,還有反射信號)將隨著各信號的疊加或相消而起伏。

在一般情況下,插損為1-|Γ|2,式中Γ應理解為ΓΣ,由此算出的起伏范圍見表:

系統(tǒng)回損 (dB)

10

15

20

25

30

測試誤差 (±dB)

1.74

0.55

0.18

0.054

0.017

系統(tǒng)回損是指待測件向兩端看去的回損。表中±號暫不去管它, 因為測試誤差是指衰減還是指信號說法相反, 我們只要知道影響的范圍即可。為了減少測試誤差, 就要想法改善各器件的失配或者測出各端口的等效網(wǎng)絡參數(shù)進行修正,常稱全端口校正(如12項校正或TRL校正)。

2.散射參量簡介

在射頻電路中,一個兩端口網(wǎng)絡的特性,可用4個散射參量完全表示出來。兩個端口中,1表示輸入端口,2表示輸出端口。

S11為網(wǎng)絡本身在端口1引入的反射,也就是當端口2接上精密負載時由端口1測出的反射系數(shù)Γ。若端接的負載不理想,尚需經(jīng)過修正才能得到正確的S11 。通常只對其絕對值感興趣,因此也有用回損或駐波比來表示的。

S21當端口2接上匹配負載時,對于無源網(wǎng)絡,S21為端口1到端口2的傳輸系數(shù)T;通常也只對其絕對值感興趣,對于無源網(wǎng)絡,常用插損來表示;對于放大器,則為增益。

S12與S21方向相反,對于可逆網(wǎng)絡,兩者相同;對于不可逆網(wǎng)絡,S12為隔離度。

S22與S11相通,是當端口1接上精密負載時由端口2向網(wǎng)絡內(nèi)看的反射系數(shù)。

簡單的網(wǎng)絡分析儀只能測S11與S21,要測S12 與S22時,尚需將兩端口網(wǎng)絡掉過頭來進行測試。

本站聲明: 本文章由作者或相關機構(gòu)授權發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點,本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實性等。需要轉(zhuǎn)載請聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權益,請及時聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫毥谦F公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

加利福尼亞州圣克拉拉縣2024年8月30日 /美通社/ -- 數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術解決方案公司Trianz今天宣布,該公司與Amazon Web Services (AWS)簽訂了...

關鍵字: AWS AN BSP 數(shù)字化

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時1.5...

關鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動 BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務能7×24不間斷運行,同時企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務中斷的風險,如企業(yè)系統(tǒng)復雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務連續(xù)性,提升韌性,成...

關鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對日本游戲市場的投資。

關鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關鍵字: 華為 12nm EDA 半導體

8月28日消息,在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會上,華為常務董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關鍵字: 華為 12nm 手機 衛(wèi)星通信

要點: 有效應對環(huán)境變化,經(jīng)營業(yè)績穩(wěn)中有升 落實提質(zhì)增效舉措,毛利潤率延續(xù)升勢 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務引領增長 以科技創(chuàng)新為引領,提升企業(yè)核心競爭力 堅持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強核心競爭優(yōu)勢...

關鍵字: 通信 BSP 電信運營商 數(shù)字經(jīng)濟

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺與中國電影電視技術學會聯(lián)合牽頭組建的NVI技術創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會上宣布正式成立。 活動現(xiàn)場 NVI技術創(chuàng)新聯(lián)...

關鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會上,軟通動力信息技術(集團)股份有限公司(以下簡稱"軟通動力")與長三角投資(上海)有限...

關鍵字: BSP 信息技術
關閉
關閉