矢量網(wǎng)絡分析儀E8362B的誤差來源及其校準

　　本文主要介紹矢量網(wǎng)絡分析儀誤差的來源以及校準的概念，詳細討論了全雙端口校準方法在實際工作中利用性能穩(wěn)定可靠的校準件，對測量系統(tǒng)誤差進行修正，失策了準確度得到很大的提高。校準是消除測量系統(tǒng)原始誤差以達到測量的有效手段。

　　一、在使用矢量網(wǎng)絡分析儀E8362B進行測試時會產(chǎn)生測量誤差。

      誤差包括系統(tǒng)誤差、隨機誤差和漂移誤差。測量前必須對測試系統(tǒng)進行校準，以減小其系統(tǒng)誤差，提高測量精度。通常采用的方法就是用一組性能穩(wěn)定可靠的校準件在矢量網(wǎng)絡分析儀使用前接入網(wǎng)絡分析儀系統(tǒng)作為被測對象，考核其是否工作正常。校準后矢量網(wǎng)絡分析儀的準確度提高，滿足對產(chǎn)品中使用的射頻微波器件的性能指標S參數(shù)進行測量。

　　二、矢量網(wǎng)絡分析儀誤差來源
　　1、漂移誤差：是由于進行校準之后儀器或測試系統(tǒng)性能發(fā)生變化所引起，主要有溫度變化造成。
　　2、隨機誤差：是不可預測的且不能通過校準予以消除，主要隨時隨機變化。然而，有若干可以將其對測量精度的影響減至小的方法，以下說明隨機誤差的三個主要來源。
　　<1>儀器噪聲誤差：是分析儀元件中產(chǎn)生的不希望的電擾動。這些擾動包括由于接收機的寬帶本底噪聲引起的低電平噪聲；由于測試裝置內(nèi)部本振源的本底噪聲和相位噪聲引起的高電平噪聲或跡線數(shù)據(jù)抖動。
　　<2>開關重復性誤差：分析儀中使用了用來轉(zhuǎn)換源衰減器設置的機械射頻開關，有時機械射頻開關動作時，觸點的閉合不同于其上次動作的閉合。在分析儀你內(nèi)部出現(xiàn)這種情況時，便會嚴重影響測量的精度。
　　<3>連接器重復性誤差：是由于連接器的磨損會改變電性能。
　　3、系統(tǒng)誤差：是由矢量網(wǎng)絡分析儀和測試裝置中的不完善性所引起，是重復誤差（因而可以預測），且假定不隨時間變化。系統(tǒng)誤差中的各項誤差都是矢量，一旦其矢量特征（幅度和相位）已知，這些誤差可以通過數(shù)學運算從原始的測量中減去。利用校準件可以達到減小誤差的目的。
　　<1>反射測量產(chǎn)生下列三項系統(tǒng)誤差：方向性、源匹配、頻率響應反射跟蹤。
　　<2>傳輸測量產(chǎn)生下列三項系統(tǒng)誤差：隔離、負載匹配、頻率響應傳輸跟蹤。
　　三、矢量網(wǎng)絡分析儀的校準
　　1、在日常工作中，我們不僅要知道網(wǎng)絡分析儀是否工作正常，更重要的是要知道其測量誤差究竟有多大，這就需要選擇一組能全面考察網(wǎng)絡分析儀測量參數(shù)的標準件對其校準配件一致。
　　2、校準類型分為：開路響應、單端口反射、短路響應、全SOLT雙端口、直通響應、全TRL雙端口、直通響應+隔離、全SOLT3端口。
　　3、校準方法：無引導校準、有引導校準、Ecal。
　　4、校準后系統(tǒng)誤差修正：方向性、源匹配、隔離、負載匹配、頻率響應傳輸統(tǒng)調(diào)、頻率響應反射統(tǒng)調(diào)。
　　5、在實際工作中通常選擇全SOLT雙端口有引導校準的模式，具體校準步驟如下：
　　<1>校準配件定義必須與所用實際校準配件一致，進行引導式校準時，PNA將顯示下列對話框：
　　SelectDUTConnectorss（選擇被測件的連接器）
　　SelectCalKits（選擇校準配件）
　　Preview/ModifySettings（預觀察/修改設置）

　　GuidedCalibrationStep（引導校準步驟）

　　<2>選擇校準配件及DUT連接器類型
　　<3>設定頻率范圍
　　有兩種設定頻率范圍的方法：規(guī)定范圍的起始頻率和終止頻率；規(guī)定中心頻率范圍的所需間隔。中頻帶寬設置為1KHz；為了確保測量校準，應進行用于測量的相同點數(shù)的校準，為了找出點數(shù)，應尋求一個在增加點數(shù)時測量并無顯著差別的值，為了實現(xiàn)更快的吞吐率，應利用能給出可接受精度的少數(shù)據(jù)點數(shù)，掃描時間默認。PNA在所選定的測量設置下自動保持盡可能快的掃描時間。
　　<4>按照矢量網(wǎng)絡分析儀引導步驟進行SOLT雙端口校準。
　　<5>校準結(jié)束后會出現(xiàn)求助對話框
　　允許退出校準驅(qū)動程序或繼續(xù)儲存選擇項
　　No.Finshnow.退出校準驅(qū)動程序。
　　Yes允許選擇儲存選擇項。

　　Finish完成下列操作：

　　將校準設置存儲到存儲器中
　　啟動修正
　　退出校準驅(qū)動程序
　　按照工作需求選擇，選擇Finish后兩端口之間即可加入被測件進行參數(shù)測量。
　　四、應用實例
　　應用本校準方法對標量混頻器校準，實行雙端口校準：一端在DUT的輸入頻率上，另一端在其輸出頻率上（如果DUT是線性器件，則校準只用輸入頻率范圍），可利用機械的校準工具箱，接功率計探頭到PNA的端口1，在輸入和輸出頻率的每一步驟上對功率探頭的輸入匹配和PNA的源功率進行測量。在DUT測量過程中，PNA利用校準的結(jié)果來降低測量誤差，實踐證明：在DUT測量過程中，PNA利用校準的結(jié)果來降低測量誤差，校準是改善測量精度的十分有效的手段。
　　本文介紹了矢量網(wǎng)絡分析儀E8362B誤差來源及其校準，通過詳細討論全SOLT雙端口校準，利用校準件已知或可預示的幅度和相位隨頻率變化的響應，進行校準，提高矢量網(wǎng)絡分析儀的精度，達到減小測量誤差的目的，使測量誤差降低到小程度。本文由西安安泰儀器維修中心整理發(fā)布，更多有關網(wǎng)絡分析儀維修使用知識請關注安泰儀器維修網(wǎng)。