要想學會測試, 首先要學會校準! 對網(wǎng)絡(luò)分析儀進行大功率器件測量的設(shè)置進行校準有其特殊的難度。對測量裝置進行改動并加入預放大器會使校準件工作在壓縮區(qū)域，甚至會損壞校準件; 在測量裝置中增加衰減器提高了測量系統(tǒng)處理大功率信號的能力，但是同時也導致校準結(jié)果會產(chǎn)生一定的噪聲。

把預放大器從測量系統(tǒng)中拿掉之后，或者在增加了激勵源衰減器的衰減量之后再對系統(tǒng)進行校準或許會有利于避免有可能出現(xiàn)的對校準件造成損壞的現(xiàn)象，但是這同時也會導致校準結(jié)果的噪聲會比較大。如果預放大器和各個衰減器的位置是在射頻激勵源和參考耦合器之間的話，那么，在進行完網(wǎng)絡(luò)分析儀的校準之后，再把預放大器加入到測量系統(tǒng)之中，或者改變衰減器的衰減量都不會對 S 參數(shù)和功率測量結(jié)果的精度造成影響，這是因為網(wǎng)絡(luò)分析儀的校準是 8 項誤差校準。不過，激勵源的功率精度會受到影響。

如果在DUT 和網(wǎng)絡(luò)分析儀 的測量端口之間加入了阻抗調(diào)諧器，那么在進行網(wǎng)絡(luò)分析儀校準之前必須先要把阻抗調(diào)諧器從測量系統(tǒng)中拿掉。阻抗調(diào)諧器所帶來 的影響需要使用其它的運行于網(wǎng)絡(luò)分析儀之外的應用軟件對阻抗調(diào)諧器的特性予以 表征，然后用去嵌入的方法把阻抗調(diào)諧器的影響從測量結(jié)果中去除，后再自動進行負載牽引的測量。

網(wǎng)絡(luò)分析儀的校準包括三個部分: 矢量校準，相位校準和功率校準。網(wǎng)絡(luò)分析儀的自動校準引導程序會告訴用戶一步步地完成這些校準。

矢量校準

● 在進行矢量校準之前，用戶需要先設(shè)定校準信號的功率。

● 在假設(shè)網(wǎng)絡(luò)分析儀的測量裝置沒有做調(diào)整改動的情況下，校準信號功率的設(shè)定是 設(shè)定網(wǎng)絡(luò)分析儀的測量端口上的信號的功率。任何接入到射頻信號路徑中的預放 大器和衰減器都會改變測量系統(tǒng)測量端口上的信號的功率，在計算真正的校準功率的時候必須要考慮到這一點。

● 當使用電子校準件(ECal)的時候，請謹記，如果校準信號的功率低于-18dBm 的話，電子校準件不能進行“自適應調(diào)整”。

● 當使用SOLT 機械校準件(N 型接頭、APC-7 型接頭、3.5 毫米接頭或2.4 毫米接頭) 進行校準的時候，由于負載校準件所能承受的功率有限，大校準功率在+27 dBm 到+33 dBm 之間。為了避免負載校準件中產(chǎn)生過多的熱量，把校準信號的功率控制在+20 dBm 以下。

● 當使用沒有負載校準件的TRL機械校準件進行校準的時候，校準信號的大 功率主要由導致校準件損壞的信號的電壓和器件的發(fā)熱特性決定，因此不帶負載校準件的TRL校準件比起SOLT校準件來可以用于更大功率的校準信號。

相位校準

NVNA測量需要在一個測量端口上使用相位參考校準件進行相位校準。通常好是在網(wǎng)絡(luò)分析儀的測量端口1 上進行相位校準，這是因為網(wǎng)絡(luò)分析儀 的測量端口1 的測量接收機通常比測量端口3 的測量接收機對信號的衰減量要小，比較小的測量接收機的衰減直接導致比較好的相位校準結(jié)果。

作為一般的經(jīng)驗，相位參考校準件輸出信號的功率至少應該比測量接收機的底噪聲高出20 dB。對于26.5 GHz 的相位參考校準件U9391C 來說，它的頻率間隔為 10 MHz 的每個信號的輸出功率為-80 dBm。當中頻帶寬為 10 Hz，在0.1 GHz 到20 GHz 的測量頻率范圍內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)分析儀 N5242A 直接把測量信號接入測量接收機的工作模式下的底噪聲的典型值為-128 dBm; 如果在1 GHz的頻點上，測量接受機耦合器的耦合系數(shù)為15 dB 的話，這意味著耦合器和接收機之間的衰減器在 10 Hz 的中頻帶寬和 1 GHz 的頻點上對信號的衰減量應該小于 23 dB。我們有幾種方法來處理接收機衰減器對信號造成大的衰減的情況:

● 增加取平均操作/ 計算的次數(shù)，降低噪聲;

● 提高驅(qū)動相位參考校準件的信號的頻率來提高它的輸出功率。例如，如果把驅(qū)動相位參考校準件的信號的頻率從10 MHz 提高到100 MHz，那么會使它的輸出功率提高 20 dB，相位參考校準件輸出信號的功率變化和驅(qū)動它的信號的頻率變化的關(guān)系是20log (信號頻率2/ 信號頻率1)。在實際測量中經(jīng)常用到的一個非常好的做法是: 盡可能地使用一個高頻率的信號驅(qū)動相位參考校準件，只要能同時保證它的頻譜成分落在所要測量的各個頻率上。

● 不對DUT的諧波分量進行測量。如果我們不對DUT的諧波特性進行表征的話， 那么我們就不需要用到相位參考校準件的數(shù)據(jù)。請注意，即便是不對諧波分量進行測量，我們?nèi)匀挥锌赡芴崛〕鲆恍┯杏玫腦 參數(shù)。例如，DUT 對供電電源的敏感性、壓縮特性、在基波頻率上DUT 的匹配特性等的測量結(jié)果仍然能夠形成對仿真很有用的器件的模型。

● 在完成NVNA 校準的過程中拿掉測量端口1 的衰減器，在NVNA 校準完成之后再把衰減器重新連接到測量的配置中，然后，對代表測量端口1 的測量裝置的變化的S2P 文件進行去嵌入操作?？梢酝ㄟ^以下測量步驟得到這個S2P 文件:

○ 不使用衰減器在網(wǎng)絡(luò)分析儀的測量端口1 和測量端口3 之間做2 端口矢量校準;

○ 把衰減器連接到網(wǎng)絡(luò)分析儀 的測量端口 1 的測量接收機上;

○ 在網(wǎng)絡(luò)分析儀 的測量端口 1 和測量端口 3 之間連接一個“零長度”的直通件;

○ 對這個直通件進行測量，把得到的S2P 文件存儲起來。

幅度校準

在進行NVNA 測量的時候，會用功率計對網(wǎng)絡(luò)分析儀 的一個測量端口進行幅度校準，這會校準網(wǎng)絡(luò)分析儀 的測量接收機使之能夠進行功率的測量，并且會校準任何由于對測量裝置進行調(diào)整和改變而造成的誤差。需要注意的是，這種幅度的校準并不能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)分析儀 激勵源輸出信號的功率進行校準。進行一次幅度校準之后，網(wǎng)絡(luò)分析儀再設(shè)定信號的功率時會假設(shè)測量裝置沒有經(jīng)過任何調(diào)整和改動。

通常情況下，因為測量端口1 的射頻通路上的信號的功率會小，因此在端口 1 上做功率校準經(jīng)常是選擇。

S參數(shù)的校準和功率校準在定義它們的校準功率時所使用的方法是非常不 同的。在進行S 參數(shù)校準時，功率的值是在校準功率的操作界面上設(shè)定的，在S參數(shù)校準中，網(wǎng)絡(luò)分析儀在設(shè)定信號的功率時是假設(shè)測量裝置沒有經(jīng)過任何的調(diào)整和改動的。相比之下，在做功率校準的時候，信號的功率大小是在功率計設(shè)置的操作界面上進行的。在這個操作界面上，如果把信號功率的偏置量設(shè)為0 dB 的話，那么校準功率會與S 參數(shù)校準中所選擇的功率的大小是一樣的， 如果在功率校準的操作界面上輸入一個非零的偏置值就會改變校準功率。在功率校準的過程擋住，網(wǎng)絡(luò)分析儀會對其輸出信號的功率進行調(diào)整直到功率計測量到所規(guī)定的信號功率為止。因此，即便是網(wǎng)絡(luò)分析儀 的測量裝置經(jīng)過了調(diào)整和改變， 仍然能夠在DUT 的測量端口上設(shè)定并測量所規(guī)定的信號的功率。

結(jié)論

在用網(wǎng)絡(luò)分析儀測量大功率器件時，需要保持一定程度的小心和謹慎以避免損壞矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、輔助測量器件，甚至是對被測器件本身的損壞。

● 在網(wǎng)絡(luò)分析儀的一些端口上大可允許的直流輸入電平為 0 伏，在配置了選件 H85 時更是要倍加小心，它的射頻測量端口能夠承受的直流電平就是 0 伏，如有可能，應該使用交流耦合。

● 施加到網(wǎng)絡(luò)分析儀端口上的射頻信號的功率應該比這些端口的射頻損壞功率至少 低 3 dB，在理想情況下應該至少低 6 dB。

● 當計算測量設(shè)置中某個點的信號的功率時，要確保您所計算的值是反應了壞結(jié)果的情況。例如，如果兩個 0 dBm 的信號在相同的頻率上合并在一起， 在壞的情況下，終所得到的信號的功率可能是 +6 dBm。

● DUT和預放大器可能都會有具體的輸入和輸出匹配要求，在給這些放大器加 電之前要確保這些匹配條件能夠得到滿足以避免放大器產(chǎn)生振蕩。要對開路工作條件倍加小心。

● DUT和預放大器可能會對加電的順序很敏感，通常會要求先要保證有正確的 源和負載匹配，然后在打開給放大器供電的直流電源，后再施加射頻激勵信號。在打開測量系統(tǒng)之前，您要確保您已經(jīng)很清楚地了解你所用的預放大器和所要測量的 DUT 的要求。

● 如果測量的設(shè)置會在大功率(將近+40 dBm) 上用到網(wǎng)絡(luò)分析儀測量端口的耦合器， 您要確保您的網(wǎng)絡(luò)分析儀 配置了選件 H85 (配置了H85 選件之后，網(wǎng)絡(luò)分析儀 內(nèi)部的直流偏置部件會被拿掉)，因為導致直流偏置部件損壞的信號的功率只有+30dBm。

● 對網(wǎng)絡(luò)分析儀進行預置 (Preset) 會使網(wǎng)絡(luò)分析儀輸出信號的功率恢復到預置的狀態(tài)，這可能會對測量系統(tǒng)和DUT 造成損壞。您應當考慮存儲一個“用戶預置”狀態(tài)， 把信號的功率設(shè)定在比缺省預置狀態(tài)的信號的功率低的水平上。

● 在網(wǎng)絡(luò)分析儀完成了測量以后，網(wǎng)絡(luò)分析儀 的射頻激勵源仍然會處于打開的狀態(tài)。在測量完成后立即把射頻激勵源關(guān)閉是很好的操作習慣，這樣會避免使DUT被 激勵過熱