如何使用ENA進行TRL校準

矢量網絡分析儀要求在偏差校訂測量前執行測量校準。對於二端口測量,肯定響應校準套件的校準算法爲SOLT或TRL。傳統的二端口校準一般用3個阻抗標準和1個傳輸標準定義校準參考平面。這些標準通常爲短路、開路、負載和直通,這就就構成了SOLT校準套件。另外一種二端口校準用最少的3個標準定義校準參考平面。TRL校準套件中的直通、反射和線路標準測量參數提供與使用不一樣算法SOLT校準一樣的信息。算法


爲何要進行TRL校準?微信

SOLT校準件是通用的校準方式,但校準的精度基於每一個校準件的精確參數,在諸如夾具測試,晶片測試等應用,實現SOLT校準件是不現實的,或着不能獲得這些校準件的精確參數。TRL校準能夠克服SOLT校準的缺點,TRL校準是採用直通校準件(Through),反射校準件(Reflector)和延遲線校準件(Line)。這種校準方法可下降校準對校準精確參數的依賴。根據使用校準件的方式不一樣,也可以使用LRM,LRL等校準件方式。對於非同軸被測件進行測試,如:波導和晶片等,TRL校準是常常採用的校準方法。TRL表明「 Through:直通, Reflect:反射, Line:傳輸線。採用TRL校準的緣由是由於在非同軸和高頻率條件下,要實現理想的匹配負載很是困難。TRL校準很是精確,在大多數狀況下比SOLT校準更精確。網絡


Thru
app

  1. 直通標樣能夠是零長度或非零長度。可是根據定義,零長度直通更準確,由於它具備零損耗和無反射。測試

  2. 直通不能與線路標樣有相同的電長度。spa

  3. 若是插入相位和電長度定義良好,則可以使用直通標準設置基準面。.net

  4. 直通和線路標準的特性阻抗定義了校準的參考阻抗。3d


反射
orm

  1. 只要鏈接到兩個 VNA 端口時相同,反射標樣能夠是具備高反射的任何對象。對象

  2. 不須要知道反射的實際幅度。

  3. 反射標樣的相位必須已知在 1/4 波長內。 

  4. 若是反射標準的大小和相位定義良好,則可使用該標準來設置基準面。


Line

  1. 必須具備與直通標準相同的阻抗和傳輸常數。

  2. 電長度只需在1/4波長內指定。

  3. 不能與直通的電長度相同。

  4. 若是頻率覆蓋範圍要寬,就須要多種線路標準Line來定義。

  5. 必須爲頻率範圍提供適當的電長度:在每一個頻率下,直通線和線路之間的相位差應大於20度,小於160度。這意味着在實際操做中,單線標準僅在8:1頻率範圍(Frequency Span / Start Frequency)內可用。所以,對於寬頻覆蓋,須要多條線路。

  6. 在低頻率下,線路標準可能變得太長,沒法實際使用。線標準的最佳長度是頻率跨度幾何平均值(f1×f2的平方根)處的1/4波長。因此頻率很低的話通常不使用TRL校準。


MATCH匹配

  1. 匹配標準是鏈接到端口1和端口2的低反射終端。

  2. 匹配標準能夠定義爲無限長傳輸線或1端口低反射終端,如負載。

  3. 匹配標準的阻抗成爲測量的參考阻抗。爲了得到最佳結果,請在兩個端口上使用相同的負載。因此在實際操做中,咱們常常會被告知不論是在哪一個端口校準,都儘可能使用同一條Line,同一個負載。


如何使用ENA進行TRL校準

Keysight的TRL校準件有85050C (APC 7mm) and 85052C (3.5mm),打開E5071C,在【Cal KIt】中選擇【85052C】。

如何要新增校準器的話,須要定義如下幾項,以85052C爲例,須要對應輸入相關的參數:

  • THRU(延遲 0 ps,偏置損耗 1.3 GΩ/s)

  • REFLECT(短路,延遲 0 ps)

  • MATCH(在 0 到 2GHz 之間)

  • LINE1(50-Ω 傳輸線,在 2G 到 7GHz 之間延遲爲 54.0 ps)

  • LINE2(50-Ω 傳輸線,在 7G 到 32GHz 之間延遲爲 13.0 ps)


上Keysight官網下載到85052C的校準參數,以下圖:

而後對應在儀表上輸入。

  1. 單擊【Define STDs】(定義標準)。

  2. 單擊【No Name】(1:無名稱)>【Label】(標記),而後輸入【THRU】(直通)。

  3. 選擇【STD Type】(標準類型)>【Delay/Thru】(時延/直通)。

  4. 將【Offset Loss】(偏置損耗)設置爲 1.3GΩ/s,並將【Offset Delay】(偏置延遲)設置爲 0。

匹配負載的輸入

  1. 單擊【No Name】(3:無名稱)>【Label】(標記)。

  2. 鍵入【MATCH <0~2G】。

  3. 單擊【STD Type】(標準類型)>【Load】(負載)。

  4. 將【Max Frequency】(最大頻率)設置爲 2GHz。

定義兩條Line

  1. 單擊【No Name - Label】(4:無名稱 - 標記)。

  2. 鍵入【LINE <2~7G】。

  3. 單擊【STD Type - Thru】(標準類型 - 直通)。

  4. 將【Offset Delay】(偏置延遲)設置爲 54 ps。

  5. 將【Min Frequency】(最小頻率)設置爲 2 GHz。

  6. 將【Max Frequency】(最大頻率)設置爲 7 GHz。

  7. 單擊【Return】(返回),返回【Define Std】(定義標準)菜單。

  8. 單擊【No Name - Label】(5:無名稱 - 標記)。

  9. 鍵入【LINE >7G~32G】。

  10. 單擊【STD Type】(標準類型)>【Thru】

  11. 將【Offset Delay】(偏置延遲)設置爲 13 ps。

  12. 將【Min Frequency】(最小頻率)設置爲 7 GHz。

設置TRL校準件

  1. 按【Cal】(校準)鍵。

  2. 單擊【Cal Kit】(校準套件),而後選擇校準套件。

  3. 單擊【Modify Cal Kit】(修改校準套件)>【TRL Option】(TRL 選件)。

  4. 單擊【Impedance】(阻抗),選擇參考阻抗。

進行2端口TRL校準

直通校準

  1. 採用直通或傳輸線鏈接在端口 1 和端口 2 之間

  2. 單擊【Thru/Line】(直通/傳輸線)。

  3. 單擊【Port 1-2 Thru】(端口 1-2 直通),進行直通/傳輸線測量。

  4. 單擊【Return】(返回)。 

反射校準

  1. 單擊【Reflect】(反射)

  2. 單擊【Port 1 Reflect】(端口 x 反射),對測試端口 1 進行反射校準。

  3. 單擊【Port 2 Reflect】(端口 y 反射),對測試端口 2 進行反射校準。

  4. 單擊【Return】(返回)。

傳輸線校準

  1. 單擊【Line/Match】(傳輸線/匹配),將對應的Line鏈接上去。

  2. 單擊【Done】(完成),完成 TRL 2 端口校準。

TRL校準中,傳輸線的特性阻抗即爲系統的特性阻抗標準(不論你將系統的特性阻抗改成多少) 。LRL校準套件能夠是同軸、波導和微帶的形式。


本文參考Keysight官方資料。

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