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網(wǎng)絡(luò)分析儀校準(zhǔn)的原理與技巧

發(fā)布日期:2025-07-14 14:06:23         瀏覽數(shù):   

為何需要校準(zhǔn)? 網(wǎng)絡(luò)分析儀測量射頻器件時,誤差主要分為三類: - 系統(tǒng)誤差:由儀器內(nèi)部裝置不理想導(dǎo)致,可重復(fù)、可定量描述,可通過校準(zhǔn)消除(如頻響、方向性、端口失配等誤差);

網(wǎng)絡(luò)分析儀校準(zhǔn)的原理與技巧(圖1)

隨機誤差:由噪聲、開關(guān)/連接器重復(fù)性差引起,隨機不可控,無法校準(zhǔn)消除;

漂移誤差:校準(zhǔn)后因溫度變化導(dǎo)致性能漂移,需定期校準(zhǔn)補償。 校準(zhǔn)的核心是通過測量已知參數(shù)的校準(zhǔn)件,建立誤差模型,從后續(xù)測量中剔除系統(tǒng)誤差,保證結(jié)果準(zhǔn)確。

校準(zhǔn)原理 通過測試已知特性的校準(zhǔn)件,將測量數(shù)據(jù)存儲并計算誤差模型,再用模型修正實際測量結(jié)果,本質(zhì)是明確并消除系統(tǒng)誤差的過程。

 三、主要校準(zhǔn)方式 按精度從高到低:TRL校準(zhǔn) > 電子校準(zhǔn) > 矢量校準(zhǔn) > 頻響校準(zhǔn)。

校準(zhǔn)類型

適用場景

校準(zhǔn)件

核心特點

頻響校準(zhǔn)

簡單反射/傳輸測試

1個(短路/直通)

僅消除頻率響應(yīng)誤差,精度低,操作簡單(1次測試)

矢量校準(zhǔn)

高精度反射/傳輸測試


需幅度和相位測量能力,通過聯(lián)立方程組消除更多誤差項

- 單端

單端口反射測試(S11/S22)

3個(開路、短路、負載)

消除3項誤差(方向性、源失配、反射跟蹤),3次測試

 - 雙端口

雙端口傳輸/反射測試

4個(含直通

消除12項誤差,7次測試,適用于需傳輸性能測試的場景

- 多端口

多端口器件測試

4個(同雙端口

雙端口校準(zhǔn)的組合,操作次數(shù)增加

 TRL校準(zhǔn)

雙/多端口高精度測試

3個(直通、反射、傳輸線)

用傳輸線器件,參數(shù)易確定,精度不受校準(zhǔn)件精度完全限制

電子校準(zhǔn)(E-Cal)

高效雙/多端口校準(zhǔn)

電子校準(zhǔn)件

僅需一次連接,幾秒完成,支持混合端口,誤操作少(Keysight等品牌常用)

 

校準(zhǔn)關(guān)鍵步驟(以E5071C為例)

單端口校準(zhǔn)(反射測試): 選校準(zhǔn)套件(如85032F)→ 按“Cal”→“1-Port Cal”→ 依次連接開路、短路、負載校準(zhǔn)件,完成對應(yīng)測試→ 點擊“Done”,阻抗歸一至中心點。

2. 直通校準(zhǔn)(傳輸測試): 用直通頭連接目標(biāo)端口(如1-3)→ 按“Cal”→“Response(Thru)”→ 選擇端口組合→ 完成測試,補償線纜損耗。

五、注意事項

校準(zhǔn)前需設(shè)定信號功率:電子校準(zhǔn)件功率需≥-18dBm,機械校準(zhǔn)件建議≤+20dBm;

大功率測試時,射頻信號功率需低于端口損壞功率3-6dB,避免直流電平過載;

測量后及時關(guān)閉射頻激勵,養(yǎng)成存儲“低功率用戶預(yù)置”的習(xí)慣,防止器件損壞。

網(wǎng)絡(luò)分析儀校準(zhǔn)的原理與技巧(圖2)

校準(zhǔn)是保證網(wǎng)絡(luò)分析儀測量精度的核心操作,需根據(jù)測試場景選擇合適方式,嚴格遵循步驟以消除系統(tǒng)誤差。

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