是德矢量網絡分析儀(VNA)是一種常用于射頻和微波頻段測量的儀器,它能夠精確測量被測設備的幅度和相位特性。然而,在使用VNA進行測量時,必須對其進行校準,以補償自身和測試環境中的一些誤差因素,從而獲得更加精確的測量結果。
VNA校準的目的是建立儀器和測試環境的參考基準,使測量結果盡可能接近實際情況。通常需要進行3種主要的校準:
1. 標準校準(Standard Calibration)
2. 誤差校正(Error Correction)
3. 校準驗證(Calibration Verification)
下面我們將逐一介紹這三種校準方法的具體步驟。
標準校準
標準校準是VNA校準的基礎,其目的是確定儀器本身的誤差特性。這需要使用一組精密的校準標準件,如開路、短路、匹配負載等,它們的特性參數是已知的。
標準校準的步驟如下:
1. 連接校準標準件,并選擇合適的校準方法,如SOLT(Short-Open-Load-Through)、UOSM(Unknown Thru/One-Port)等。
2. 按照儀器提示依次測量各個校準標準件,并保存測量結果。
3. 儀器會根據標準件的已知參數,計算出自身的系統誤差系數。這些誤差系數將在后續的測量中用于補償。 通過標準校準,VNA可以消除自身的系統誤差,如電纜損耗、接頭反射等,提高測量精度。但是,它無法消除測試夾具或被測設備本身的誤差。
誤差校正
誤差校正是在標準校準的基礎上,進一步消除測試環境中的誤差因素。這需要采用一些特殊的校準標準件,如已知特性的測試夾具或校準套件。 誤差校正的步驟如下:
1. 將測試夾具或校準套件連接到VNA輸入端,進行標準校準。
2. 記錄標準校準的誤差系數。
3. 將被測設備連接到VNA輸入端,測量其參數。
4. 儀器會根據之前記錄的誤差系數,對被測設備的測量結果進行補償,從而消除測試環境中的誤差。
通過誤差校正,VNA可以進一步消除諸如測試夾具反射、接頭不匹配等因素引起的誤差,從而獲得更加準確的測量結果。
校準驗證
校準驗證是對前述校準過程的檢查和確認。它使用一種已知特性的驗證標準件,來驗證VNA的校準質量。
校準驗證的步驟如下:
1. 將驗證標準件連接到VNA輸入端,測量其參數。
2. 將測量結果與驗證標準件的已知特性進行比較。
3. 如果測量結果在允許誤差范圍內,則說明VNA的校準是有效的。
4. 如果測量結果超出允許誤差范圍,則需要重新進行標準校準和誤差校正。
校準驗證可以確保VNA測量的可靠性和重復性,是確保測量質量的關鍵步驟。
綜上所述,VNA的校準包括標準校準、誤差校正和校準驗證三個主要步驟。只有經過這三個步驟的校準,VNA才能夠提供可靠、精確的測量結果。在實際使用中,還需要定期進行校準,以確保測量的持續準確性。
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