總有一個(gè)是你會(huì)遇到的S參數(shù)問題的問答

編者注：本文整理自Keysight關(guān)于S參數(shù)測(cè)量研討會(huì)的問答，有的問題稍微做了一點(diǎn)調(diào)整，問答內(nèi)容僅供參考。

Q: S參數(shù)主要是什么參數(shù)?

A: S參數(shù)英文是Scattering parameter。指元器件反射信號(hào)和傳輸信號(hào)的特性，因此S參數(shù)包含反射參數(shù)，如S11,S22等；傳輸參數(shù)S12,S21等。

Q: 請(qǐng)問一下,在哪些產(chǎn)品的測(cè)試中需要測(cè)S參數(shù)？

A: 所有無源和有源器件都能用S參數(shù)表征。無源器件如濾波器、衰減器、隔離器、功分器、環(huán)形器等；有源器件如放大器、混頻器、變頻器等。

Q: 如何提取PCB傳輸線或者天線的S參數(shù)？

A: PCB板上傳輸線的S參數(shù)主要有2種方式獲取，如果是設(shè)計(jì)階段就是用仿真軟件提取，比如用ADS或者EMPro仿真提取；如果PCB板已經(jīng)生產(chǎn)好了，就用網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行測(cè)量獲取。仿真會(huì)比較簡單點(diǎn)；如果是測(cè)量，可能需要用探針臺(tái)或者一些夾具進(jìn)行輔助測(cè)量。

Q: 測(cè)試PCB上的阻抗時(shí)對(duì)地端連接有什么要求?

A: 如果您PCB上有同軸連接器，網(wǎng)絡(luò)分析儀電纜連接同軸接頭時(shí)就接地了，(接頭中心導(dǎo)體傳輸信號(hào)，外導(dǎo)體接地)；如果是用探針測(cè)量PCB上的傳輸線，探針上一般也有傳信號(hào)的針和接地的針。

Q: 用網(wǎng)絡(luò)分析儀如何測(cè)試駐波比及反射系數(shù)？

A: 用網(wǎng)絡(luò)分析儀來測(cè)試駐波比和反射系數(shù)非常簡單，反射系數(shù)即是S11，參數(shù)設(shè)置為S11，格式為log mag即為S11的幅度，將格式設(shè)置為SWR即可直接得出駐波比。將參數(shù)設(shè)置好，然后進(jìn)行校準(zhǔn)，然后測(cè)量，儀器可以直接以圖形的方式給出結(jié)果。

Q: 阻抗測(cè)試，是網(wǎng)絡(luò)分析儀準(zhǔn)確，還是TDR測(cè)試準(zhǔn)確?

A: 理論上說，頻域測(cè)量和時(shí)域測(cè)量是完全等效的，能夠互相轉(zhuǎn)換。因此在相同的系統(tǒng)上升時(shí)間、相同的校準(zhǔn)方法的基礎(chǔ)上測(cè)量的時(shí)域阻抗也是一致的。但在實(shí)際應(yīng)用中，VNA有更精確的校準(zhǔn)算法可以去除電纜、接頭、PCB夾具的影響，而TDR做這些校準(zhǔn)是比較困難的，因此通常VNA的精度更高一些。

Q: 校準(zhǔn)的時(shí)候必須校準(zhǔn)50ohm阻抗嗎? 是不是校準(zhǔn)也要去掉線損，對(duì)網(wǎng)分和要測(cè)的網(wǎng)絡(luò)之間的線材有什么要求嗎?

A: 如果網(wǎng)分系統(tǒng)阻抗設(shè)為50 Ohm，校準(zhǔn)件也是50 Ohm校準(zhǔn)件，那么校準(zhǔn)之后網(wǎng)分端口的輸出阻抗就是50 Ohm匹配。校準(zhǔn)是在電纜端口上進(jìn)行的，因此校準(zhǔn)過程中會(huì)自動(dòng)去除線損（校準(zhǔn)誤差項(xiàng)中包含線損和失配）。網(wǎng)分和被測(cè)件之間的線材取決于需要測(cè)量的頻率，頻率越高，

線材要求越好。除了線材之外對(duì)同軸連接器也有一定的要求。PCB材料常用各式各樣， 高性能的如Rogers 4350， 松下M6/7/8, 生益的S9N等等。連接器普通常見的有SMA接頭，2.92mm 接頭， 1.0mm接頭等等。

SMA...2.92mm...1.0mm這類連接器日常使用以及避坑指南

Q: simith原圖所示的阻抗是指網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗嗎?

A: 沒錯(cuò)，是網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗。圓圖中心點(diǎn)是您設(shè)置的網(wǎng)分系統(tǒng)阻抗。圓圖上顯示的測(cè)量曲線是您的被測(cè)件在不同頻率上的阻抗值。

Q: 通常情況下我發(fā)現(xiàn)測(cè)試低阻抗時(shí)測(cè)試誤差值太大，比如測(cè)試1歐姆左右的特性阻抗, 有沒有辦法提高其精度?

A: 您指的是頻域阻抗嗎?還是時(shí)域阻抗?如果您指的是在測(cè)低阻抗時(shí)S11的波動(dòng)很大，這個(gè)波動(dòng)大不一定代表了誤差大，可能是測(cè)量的真值。例如在50 Ohm的特性阻抗下，如果負(fù)載阻抗是51 Ohm, S11Linear = (51 – 50 ) / (51 + 50) = 0.01, 如果負(fù)載阻抗變?yōu)?2 Ohm，S11Linear = (52 – 50) / (52 + 50) = 0.02，只變化了0.01；如果特征阻抗是1 Ohm，負(fù)載阻抗是2 Ohm時(shí)，S11Linear = (2 – 1) /(2 +1)。網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試頻域阻抗的原理是從測(cè)得的S參數(shù)通過計(jì)算轉(zhuǎn)換得到Z，從S11轉(zhuǎn)換到Z的過程在系統(tǒng)阻抗附近具有最好的靈敏度。在現(xiàn)有條件下，可以通過盡量優(yōu)化S11的精度來盡量得到更好的Z精度，例如減小中頻帶寬，增加平均都可以減小網(wǎng)絡(luò)儀的噪聲，優(yōu)化S11精度，進(jìn)而盡量得到更好的Z精度。

Q: 一般在什么條件改變的時(shí)候，就需要重新校準(zhǔn)網(wǎng)分?

A: 網(wǎng)分的校準(zhǔn)是基于某一個(gè)測(cè)試狀態(tài)，包括儀器設(shè)置（頻率范圍，點(diǎn)數(shù)，中頻帶寬等），電纜狀態(tài)，測(cè)試硬件連接，溫度等。其中任何一個(gè)因素變化都建議重新進(jìn)行校準(zhǔn)。一般情況下，在環(huán)境溫度變化較小，儀器設(shè)置和硬件連接不變的情況下，可以一天校準(zhǔn)一次。如果對(duì)測(cè)量精度有更高的要求，需要查閱網(wǎng)分的技術(shù)指標(biāo)，看它的幅度和相位隨時(shí)間和溫度的漂移有多少，來確定你需要多長時(shí)間重新校準(zhǔn)一次。

Q: How to use VNA to measure the impedance of Differentail Tx Line? Any suggestion for calibration method if freq. is over 5 GHz?

A: You can use 4-port VNA to do a 4-port calibration and measurement on your Tx line, the 4-port single-ended S-parameters can be transformed by the VNA or software (like PLTS) to balanced S-parameters (like SDD11,SCC11,etc), then the VNA (like ENA-TDR) or software (like PLTS) can transform the balanced S-parameters to TDR impedance (TDD11,TCC11,etc). You can use SOLT or TRL calibration, if you want to remove the fixture effects (coaxial to microstrip adapter) of your Tx line, TRL calibration is a better choice, or you can use AFR (Automatic Fixture Removal) to characterize the fixtures and de-embed from your total measurement.

Q: ENA是差分100ohm的設(shè)備，當(dāng)量測(cè)不是差分100ohm的待測(cè)物時(shí)(如差分85ohm)，測(cè)試夾具要制做成差分100ohm還是差分85ohm?

A: 對(duì)您的情況，夾具通常做成85 Ohm。從時(shí)域TDR上看，夾具兩側(cè)的同軸部分是100 Ohm的，而中間連接DUT部分的阻抗為85 Ohm。

Q: 1.PLTS分析阻抗時(shí)，如果只有S11或S22參數(shù)和S11/S22/S21/S12參數(shù)齊全的時(shí)候結(jié)果有差別嗎? 如果有主要是什么原因造成的?

2.PLTS分析阻抗，如何根據(jù)我的線路長度來設(shè)定測(cè)試頻率范圍，掃描點(diǎn)數(shù)等參數(shù)最后才能得到一個(gè)比較可信的結(jié)果?

3.能介紹下AFR的原理和過程以及注意事項(xiàng)嗎?

A: 如果有傳輸參數(shù)，PLTS在時(shí)域變換時(shí)會(huì)從傳輸參數(shù)中推算出器件的電長度，從而優(yōu)化時(shí)域變換的起始時(shí)間和截止時(shí)間，如果只有反射參數(shù)，時(shí)域變換的時(shí)間范圍會(huì)有所區(qū)別，在不同的時(shí)間范圍做時(shí)域變換，得到的時(shí)域響應(yīng)會(huì)稍有差別，但是很小；測(cè)量時(shí)域阻抗時(shí)通常會(huì)先規(guī)定一個(gè)測(cè)量的系統(tǒng)上升時(shí)間，上升時(shí)間越快，測(cè)量的阻抗波動(dòng)越大，而系統(tǒng)上升時(shí)間是由測(cè)量帶寬決定的，在通常的窗函數(shù)系數(shù)下，20GHz帶寬的對(duì)應(yīng)了35 ps的系統(tǒng)上升時(shí)間，您可以根據(jù)您需要的系統(tǒng)上升時(shí)間確定測(cè)量帶寬；從信號(hào)與系統(tǒng)理論上講，頻域采樣對(duì)應(yīng)了時(shí)域的周期延拓，如果您的傳輸線長度超過了一個(gè)時(shí)域周期，一個(gè)周期的部分時(shí)域響應(yīng)會(huì)和下一周期的時(shí)域響應(yīng)疊加到一起，實(shí)際測(cè)量時(shí)要避免這種情況。時(shí)域周期和頻域的頻率間隔是倒數(shù)關(guān)系，因此在某一頻率間隔下能測(cè)量的最長傳輸線長度為Range(meters) = (1/Δf) * Vf* c，其中Δf為測(cè)量頻率間隔（頻率范圍 / 點(diǎn)數(shù)），Vf為傳輸線的速度因子，c為光速 PLTS的AFR（Automatic Fixture Removal）功能是為了解決非同軸測(cè)試的夾具移除問題的，它能將一個(gè)直通從數(shù)學(xué)上分成兩半，從而得到左右兩側(cè)夾具的特性進(jìn)行去嵌入。直通和夾具可以是單端的，也可以是差分的。除了從直通提取夾具特性之外，它還能通過PCB上的開路或短路件提取夾具特性。如果是差分夾具，AFR要求直通盡量上下對(duì)稱；另外AFR要求直通長度既不能太小（至少5倍系統(tǒng)上升時(shí)間），也不能太大（直通插損和回?fù)p不能有交叉點(diǎn)）。

Q: 用NA測(cè)試線圈的電感值能精確到小數(shù)點(diǎn)后幾位?通常測(cè)試的時(shí)候一般小數(shù)點(diǎn)后兩位就會(huì)開始跳動(dòng)，怎么設(shè)置能有更高的精確度？

A: 用NA測(cè)試電感的原理是先得到S11->Z->L。所以L的精度主要由于S11的精度和轉(zhuǎn)換到Z的靈敏度決定，后者是固定的公式。所以可以通過盡量優(yōu)化S11的精度來得到更準(zhǔn)確的L值。方法是校準(zhǔn)正確，減小中頻帶寬，增加平均。

Q: 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀與網(wǎng)絡(luò)分析儀的區(qū)別？如何根據(jù)產(chǎn)品的不同來選擇不同的校正類型？如Short,open,load,Thur.

A: 網(wǎng)絡(luò)分析儀有標(biāo)量和矢量之分，現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)分析儀基本都是矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀。校準(zhǔn)方法取決于您的器件的接頭類型，如果有標(biāo)準(zhǔn)的同軸接頭，如3.5 mm， SMA，N型等，可以直接使用SOLT校準(zhǔn)方法，用機(jī)械或者電子校準(zhǔn)件都可以；如果您的器件的接頭類型是非同軸的，如USB連接器，那么需要考慮TRL校準(zhǔn)；或者先校準(zhǔn)到同軸，然后提取夾具的效應(yīng)再做去嵌入。

Q: 如果把S參數(shù)轉(zhuǎn)換成眼圖，同時(shí)VNA的測(cè)量又更為精確，那樣TDR還有什么優(yōu)勢(shì)呢?

A: VNA和TDR相比有更大的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍，更精確的誤差修正。TDR的優(yōu)勢(shì)是直接時(shí)域測(cè)量TDR和TDT對(duì)數(shù)字工程師更加直觀。但是數(shù)據(jù)速率不斷提高，需要測(cè)量的頻率也越來越高，很多數(shù)字工程師也需要綜合考慮時(shí)域和頻域的測(cè)量。很多測(cè)試規(guī)范都 規(guī)定了時(shí)域阻抗、skew，頻域的插損、串?dāng)_等的測(cè)試。

Q: 如何測(cè)試天線連接到PCB上的阻抗?

A: 我理解您的問題是在測(cè)量天線阻抗時(shí)會(huì)受到PCB夾具的影響，如何去除PCB夾具的效應(yīng)。PNA或PLTS的AFR（Automatic Fixture Removal）功能能夠很方便地提取PCB夾具的特性，有了夾具的S參數(shù)之后您只需要對(duì)天線測(cè)試做去嵌入就可以去掉PCB夾具的影響。

Q: 2-ports E-Cal用來做4-ports測(cè)量校準(zhǔn)可以嗎?精度怎么樣?

A: 可以。

Q: E-Cal為什么不能集成到設(shè)備里面呢?

A: 因?yàn)槟谠O(shè)備外面還有加電纜去和被測(cè)件相連，為了去除電纜、接頭等的效應(yīng)，需要在電纜端面連接E-Cal或機(jī)械校準(zhǔn)件做校準(zhǔn)。

Q: 網(wǎng)絡(luò)分析儀如何測(cè)量功率放大器(5W~100w左右)AM和PM曲線，P1壓縮點(diǎn)。

A: 對(duì)功放的P1dB測(cè)量是通過網(wǎng)分的功率掃描下測(cè)量增益完成的，當(dāng)某個(gè)輸入功率下的增益相比線性增益下降了1 dB，就是功放的P1dB。您的功放功率較大，網(wǎng)分本身可能無法提供足夠的功率使您的功放進(jìn)入壓縮狀態(tài)，因此可能需要在測(cè)試中外加預(yù)放。在P1dB點(diǎn)的壓縮增益和線性增益的比值稱為DeltaGain，如果所有頻點(diǎn)都達(dá)到了1 dB壓縮，那么DeltaGain應(yīng)該顯示為-1。DeltaGain變換到相位就是AM to PM曲線。

Q: NA只能把被測(cè)件當(dāng)成黑匣子測(cè)得S參數(shù)，原則上說無法斷定其內(nèi)部出現(xiàn)問題之處，目前測(cè)試頻率還達(dá)不到100GHz，尋找芯片內(nèi)故障的功能很有限。而TDR用于微小器件測(cè)試，尤其當(dāng)內(nèi)部存在多處阻抗不連續(xù)處時(shí)，從理論上說，測(cè)出的“阻抗”其實(shí)已無明顯的物理意義。同時(shí)因脈沖上升時(shí)間難以做到1ps，存在空間分辨率過低的問題。如何解決這些問題?

A: 您說的問題是存在的，由于TDR沒有那么小的系統(tǒng)上升時(shí)間，因此很難觀察到微小器件的阻抗不連續(xù)點(diǎn)。如果您確實(shí)需要這么小的時(shí)域上升時(shí)間的話，網(wǎng)分是可能達(dá)到的，現(xiàn)在網(wǎng)分和探針都有頻率高達(dá)1.1 THz的系統(tǒng)了。

Q: 1.觀看S參數(shù)時(shí)主要看的頻率點(diǎn)為何？如何對(duì)應(yīng)高速信號(hào)的速率? 例如PCIE Gen2的速率為5Gbps，想評(píng)估PCB走線的SDD21或SDD11的好壞，要觀察哪一個(gè)頻率點(diǎn)的結(jié)果呢？

2.測(cè)量S參數(shù)時(shí)，最高(0.35/Tr?)與最低頻率要取多少，取樣點(diǎn)要取多少(每10MHz取一點(diǎn)?)，才能有比較合適與正確的結(jié)果？

3.查看Crosstalk時(shí)，通常取多少dB為標(biāo)準(zhǔn)(-34 dB?)可認(rèn)為相鄰的走線間串?dāng)_很小可忽略？

A: a. 通常測(cè)量頻率范圍取數(shù)據(jù)速率的三倍以上（覆蓋三次諧波）。因?yàn)闀r(shí)域波形包含了很多頻率成分，因此測(cè)量頻率范圍內(nèi)的所有頻率點(diǎn)的SDD21和SDD11都要評(píng)估；

b. 高速數(shù)字應(yīng)用通常采用起始頻率和頻率步進(jìn)都為10 MHz的設(shè)置，這樣方便做時(shí)域變換測(cè)量TDR阻抗。測(cè)量的截止頻率取決于您需要的系統(tǒng)上升時(shí)間，在標(biāo)準(zhǔn)窗函數(shù)下20 GHz測(cè)量帶寬對(duì)應(yīng)了35 ps的系統(tǒng)上升時(shí)間。有了以上三個(gè)值您就可以確定測(cè)量點(diǎn)數(shù)。當(dāng)然您還需要確保10 MHz的頻率間隔能夠滿足您器件的長度，器件的長度不能超過Range(meters) = (1/Δf) * Vf * c，其中Δf為測(cè)量頻率間隔（頻率范圍 / 點(diǎn)數(shù)），Vf為傳輸線的速度因子，c為光速；

c. 串?dāng)_的標(biāo)準(zhǔn)沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，請(qǐng)參考不同的測(cè)試規(guī)范，如PCIE。相鄰走線的串?dāng)_通常不能忽略，很多規(guī)范都規(guī)定了遠(yuǎn)端串?dāng)_和近端串?dāng)_的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。

Q: 1.S參數(shù)在仿真軟件中，S參數(shù)的采樣點(diǎn)數(shù)的多少會(huì)影響仿真的結(jié)果，關(guān)于這個(gè)問題，請(qǐng)問您有什么看法或者解決方案呢?

2.承上，S參數(shù)在低頻(<100M)的采樣點(diǎn)過少或沒有采樣點(diǎn)，也會(huì)影響仿真的結(jié)果，請(qǐng)問您有什么看法或解決方案嗎？

A: S參數(shù)的數(shù)據(jù)都是頻域采樣的數(shù)據(jù)，如以10 MHz為間隔，兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)之間的頻點(diǎn)的數(shù)據(jù)是通過相鄰的點(diǎn)插值得到的。您在仿真中發(fā)現(xiàn)點(diǎn)數(shù)多寡會(huì)影響仿真結(jié)果，說明您測(cè)量的點(diǎn)數(shù)可能過于稀疏，某些仿真中用到的頻點(diǎn)的數(shù)據(jù)的插值數(shù)據(jù)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)有較大差別。建議您在測(cè)量時(shí)選擇更多的點(diǎn)數(shù)。

第二個(gè)問題，我估計(jì)您的仿真中會(huì)用低頻數(shù)據(jù)外插得到DC點(diǎn)，低頻數(shù)據(jù)過少會(huì)影響外插的DC點(diǎn)的準(zhǔn)確性，建議您從10 MHz開始測(cè)量。

Q: 能介紹射頻測(cè)試&網(wǎng)分的原理及使用方法？

A: 關(guān)于原理可以訪問Keysight網(wǎng)站下載我們關(guān)于網(wǎng)絡(luò)儀理論基礎(chǔ)的相關(guān)應(yīng)用文章

關(guān)于使用方法，請(qǐng)?zhí)峁┠肓私獾木唧w型號(hào)。一般可以參閱其使用手冊(cè)，有的型號(hào)例如E5071C ENA網(wǎng)絡(luò)分析儀是有中文使用手冊(cè)的。

Q: 如何測(cè)量差分運(yùn)放隨頻率的變化?

A: 可以用4端口網(wǎng)絡(luò)儀做4端口校準(zhǔn)然后測(cè)量差分運(yùn)放的單端S參數(shù)，網(wǎng)絡(luò)儀上的軟件能夠自動(dòng)將單端S參數(shù)變換到差分S參數(shù)。特別注意一點(diǎn)，如果您關(guān)注的是差分運(yùn)放的非線性區(qū)，單端和差分S參數(shù)是不能相互轉(zhuǎn)換的，這時(shí)您需要真正的差分激勵(lì)下測(cè)量差分S參數(shù)，Keysight的PNA系列網(wǎng)絡(luò)分析儀有真差分激勵(lì)的功能。

Q: 想學(xué)習(xí)下在RF天線方面的測(cè)試方法，能介紹下嗎？

A: 一般對(duì)于RF天線來說，測(cè)得比較多的是S11或駐波比SWR，這是網(wǎng)絡(luò)分析儀最基本的測(cè)試參數(shù)。實(shí)際行業(yè)里多是自己設(shè)計(jì)夾具，然后對(duì)夾具進(jìn)行去嵌入來去除夾具誤差。

Q: 我要校準(zhǔn)開關(guān)矩陣，請(qǐng)問有什么方法嗎？

A: 開關(guān)矩陣輸入端口接網(wǎng)分端口，將開關(guān)矩陣設(shè)到您需要的通路，然后在開關(guān)矩陣端口電纜上做校準(zhǔn)。調(diào)用網(wǎng)分的校準(zhǔn)功能。

Q: 請(qǐng)問若想將測(cè)試平臺(tái)的影響校準(zhǔn)掉，使用自制校準(zhǔn)件(open, short, load, thru)，是否可行?

A: 如果使用自制的校準(zhǔn)件，需要提取這些校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)件的特性參數(shù)，在網(wǎng)分上創(chuàng)建一個(gè)校準(zhǔn)件定義并輸入這些參數(shù)。之后您就可以調(diào)用網(wǎng)分的校準(zhǔn)向?qū)В褂媚约旱男?zhǔn)件做校準(zhǔn)了。

Q: "使用自制的校準(zhǔn)件，需要提取這些校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)件的特性參數(shù)"，特性參數(shù)是否指的是R,L,C這些?

A: 沒錯(cuò)。您如果在網(wǎng)分上去觀察一個(gè)已有校準(zhǔn)件的參數(shù)，如85052D，就能看到具體需要設(shè)置哪些參數(shù)。

Q: 如果ADC的輸入通道是差分輸入，怎么才能準(zhǔn)備測(cè)量其輸入阻抗？

A: 用四端口網(wǎng)絡(luò)儀測(cè)量差分S參數(shù)并顯示史密斯原圖，即可測(cè)量差分阻抗。

Q: 想了解RF Switch中insertion loss, isolation loss, harmonic loss, IMD的測(cè)量與表征？

A: 插損測(cè)量：將開關(guān)切換到某一路，用網(wǎng)絡(luò)儀測(cè)量輸入到該路輸出的S21，其它不用的端口端接負(fù)載；隔離測(cè)量，測(cè)量輸入端口到?jīng)]有連通的輸出端口之間的S21，其它不用的端口端接負(fù)載；諧波失真通常指輸出信號(hào)在諧波(如三次諧波)頻率上的功率相比輸出基波的功率的比值(dBc)，可以用信號(hào)源加頻譜儀測(cè)基波和諧波功率得到。某些網(wǎng)絡(luò)儀也具有頻譜功能，如Keysight的PNA系列網(wǎng)絡(luò)儀，可以獨(dú)立完成諧波測(cè)量；交調(diào)測(cè)試是在輸入端加一個(gè)雙音信號(hào)，測(cè)量輸出端2f1-f2和2f2-f1頻率上產(chǎn)生的交調(diào)信號(hào)，通常用兩臺(tái)信號(hào)源加一臺(tái)頻譜儀完成，也可由PNA系列網(wǎng)絡(luò)分析儀獨(dú)立完成。

Q: 用網(wǎng)絡(luò)儀來測(cè)試TDR的時(shí)候，網(wǎng)絡(luò)儀都測(cè)量了什么呢?怎么得到的TDR數(shù)據(jù)?

A: VNA 測(cè)量的是被測(cè)件的頻率響應(yīng)，測(cè)量的時(shí)候給被測(cè)器件輸入一個(gè)正弦波激勵(lì)信號(hào)，然后通過計(jì)算輸入信號(hào)與傳輸信號(hào) (S21) 或反射信號(hào)(S11) 之間的矢量幅度比得到測(cè)量結(jié)果。通過對(duì)使用 VNA 獲得的反射和傳輸頻率響應(yīng)特性進(jìn)行傅立葉逆變換，可以獲得時(shí)域上的沖激響應(yīng)特性。再通過對(duì)沖激響應(yīng)特性進(jìn)行積分，可得到階躍響應(yīng)特性。這和在 TDR 示波器上觀察到的響應(yīng)特性是一樣的。

Q: 網(wǎng)絡(luò)分析儀也可以測(cè)TDR，想問一下：S參數(shù)與TDR之間的聯(lián)系？

A: 由信號(hào)與系統(tǒng)理論可知，時(shí)域和頻域的信息是完全等效的。根本上說，時(shí)域沖激響應(yīng)做FFT變換可以得到頻域S參數(shù)；頻域S參數(shù)做IFFT可以得到時(shí)域沖激響應(yīng)，時(shí)域階躍響應(yīng)（TDR波形或阻抗）是時(shí)域沖激響應(yīng)的積分。當(dāng)然，在具體實(shí)現(xiàn)中，儀器會(huì)有一些特殊處理。

Q: 我想了解如何使用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試阻抗、以及設(shè)備端口的反射損耗的。

A: 網(wǎng)絡(luò)分析儀是通過S參數(shù)的測(cè)量得到器件的阻抗的。測(cè)量S11是通過在已知激勵(lì)的情況下（R1接收機(jī)測(cè)量參考信號(hào)），通過A接收機(jī)測(cè)量器件反射回來的信號(hào)，A/R1得到的就是S11反射損耗，或反射系數(shù)，通過反射系數(shù)和阻抗的關(guān)系可以得到阻抗值。如果您想測(cè)試時(shí)域的阻抗和反射損耗，可以使用ENA-TDR選件來得到，ENA-TDR選件有設(shè)置向?qū)В芍笇?dǎo)您一步步進(jìn)行測(cè)試。

Q: ENA-TDR跟示波器TDR相比的優(yōu)缺點(diǎn)是?

A: ENA-TDR跟一般的示波器TDR相比有三個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn) 1 由于網(wǎng)絡(luò)儀能使用較先進(jìn)的矢量誤差校準(zhǔn)技術(shù)，因此網(wǎng)絡(luò)儀能夠消除掉測(cè)試配置中電纜和連接器等等帶來的適配，幅度和相位誤差，而一般的示波器只能通過糾偏來消除相位誤差，這樣會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)整體的上升時(shí)間會(huì)變長，進(jìn)而影響系統(tǒng)的測(cè)試分辨率。2. 網(wǎng)絡(luò)儀在前面板的每個(gè)端口都配有專利保護(hù)的保護(hù)電路，可以抵抗高達(dá)3000V的靜電，而一般的示波器TDR極易損壞，造成研發(fā)和生產(chǎn)的停滯，并帶來高額的維護(hù)費(fèi)用 3. ENA-TDR的操作界面為向?qū)讲僮?，即使?duì)網(wǎng)絡(luò)儀不熟悉的工程師也可以很快上手。

Q: ENA-TDR跟示波器TDR相比測(cè)試的一致性有數(shù)據(jù)參考嗎?

A: Keysight有專門的文章來討論ENA-TDR的測(cè)試結(jié)果與示波器結(jié)果的一致性，您可以到Keysight官方網(wǎng)站下載：Agilent TDR示波器與VNA生成時(shí)域波形之間的比較.pdf。

Q: 是所有的網(wǎng)絡(luò)分析儀都支持TDR應(yīng)用嗎?

A: Keysight支持TDR應(yīng)用的ENA系列網(wǎng)絡(luò)分析儀型號(hào)為E5071C，需要單獨(dú)購買TDR選件的功能。幾乎所有的網(wǎng)絡(luò)分析儀都會(huì)支持-010時(shí)域測(cè)試的功能，但是這個(gè)時(shí)域的功能相對(duì)于-TDR選件來說要簡單的多。

Q: 如何來驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)儀測(cè)量TDR阻抗的精度呢?

A: 您可以用一根NIST標(biāo)準(zhǔn)可以溯源的標(biāo)準(zhǔn)空氣線校驗(yàn)件來驗(yàn)證ENA-TDR的阻抗測(cè)量精度，在測(cè)量之前最好進(jìn)行一下全端口的校準(zhǔn)。經(jīng)過驗(yàn)證之后可以發(fā)現(xiàn)，ENA-TDR測(cè)量阻抗的精度是業(yè)內(nèi)所有TDR設(shè)備內(nèi)最高的。

Q: 可以用S參數(shù)來驗(yàn)證PCB開路和短路嗎?

A: 可以。PCB開路和短路的S參數(shù)都類似于插損曲線，實(shí)際上由于往返的損耗，開路和短路的S11接近二倍插損，只是由于失配的影響，會(huì)有較大的波動(dòng)；除了頻域的觀察，您還可以將開路和短路的S11變換到時(shí)域TDR，觀察其時(shí)域響應(yīng)，它很像一個(gè)時(shí)域階躍信號(hào)。通過TDR您可以看到由SMA接頭以及走線的阻抗不連續(xù)造成的波動(dòng)，由TDR時(shí)域階躍信號(hào)的上升部分中點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間可以得到開路和短路的電長度。您還可以通過時(shí)域Gating的功能獲取SMA接頭部分的S參數(shù)，或者去除SMA接頭部分的影響觀察剩余走線部分的S參數(shù)。

Q: 一個(gè)PCB板中的S參數(shù)的實(shí)際意義是什么?如果PCB上還沒有安裝器件，能測(cè)S參數(shù)嗎？

A: 如果沒有安裝器件也可以測(cè)，這時(shí)測(cè)到的就是PCB上傳輸線的特性，如單位長度的插損、阻抗波動(dòng)等等。這對(duì)評(píng)估PCB材料、評(píng)估PCB加工工藝、提取夾具特性做去嵌入都有意義。

Q: 駐波比怎么算？

A: 假設(shè)反射系數(shù)幅值為p,那么駐波比VSWR=(1+p)/(1-p)

Q: 校準(zhǔn)不是測(cè)試的前提嗎?

A: 是的，一個(gè)比較推薦的測(cè)試步驟是（假設(shè)系統(tǒng)連接沒問題）：1預(yù)測(cè)試（不校準(zhǔn)，直接測(cè)量被測(cè)件的特性是否正常工作）2設(shè)置儀器參數(shù)3校準(zhǔn)4測(cè)試5分析結(jié)果。

Q: 想了解網(wǎng)分為什么要校準(zhǔn)，儀器不是沒有校準(zhǔn)也可以用么?

A: 儀器本身就是不完美的，存在系統(tǒng)誤差（制作完美的儀器會(huì)非常昂貴）；另外用儀器測(cè)量器件時(shí)需要使用電纜、轉(zhuǎn)接頭，都會(huì)引入額外的誤差，需要通過校準(zhǔn)消除。校準(zhǔn)是通過測(cè)量一些特性已知的器件（稱為校準(zhǔn)件）來得到誤差模型，然后在測(cè)量過程中做誤差修正得到被測(cè)件的真正特性。

Q: 在標(biāo)準(zhǔn)窗函數(shù)下20 GHz測(cè)量帶寬對(duì)應(yīng)了35 ps的系統(tǒng)上升時(shí)間.....請(qǐng)問是不是rise time 35ps的puls可見的帶寬至20GHz?

A: 可以這么說。不過用網(wǎng)分測(cè)試時(shí)這個(gè)關(guān)系是反過來的，測(cè)量帶寬（如20 GHz )決定了系統(tǒng)上升時(shí)間35 ps。網(wǎng)分上還有窗函數(shù)可以調(diào)整上升時(shí)間的范圍。

Q: 為什么叫網(wǎng)絡(luò)分析儀?與網(wǎng)絡(luò)有什么聯(lián)系?

A: 在電子工程領(lǐng)域，我們把工作在射頻微波頻率以上的各種器件都稱作網(wǎng)絡(luò)（network），網(wǎng)絡(luò)這個(gè)詞早在1930年代因特網(wǎng)遠(yuǎn)沒有出現(xiàn)之前就開始被應(yīng)用于電子工程領(lǐng)域了。從簡單的一個(gè)電阻、一個(gè)晶體管到較為復(fù)雜的一個(gè)放大器、混頻器等，在電路上我們都把它們叫做網(wǎng)絡(luò)。分析器件，也即網(wǎng)絡(luò)，隨信號(hào)的頻率或大小的變化而表現(xiàn)出來的各種特性就是網(wǎng)絡(luò)分析。

Q: 校準(zhǔn)時(shí), SPAN設(shè)置太寬會(huì)不會(huì)影響測(cè)試精度?問這個(gè)問題的原因是我需要同時(shí)測(cè)試不同頻率, 但是只想做一次校準(zhǔn)。

A: span設(shè)置太寬的影響可能是在相同點(diǎn)數(shù)的情況下，測(cè)量的頻率間隔更加稀疏。您可以增加測(cè)量點(diǎn)數(shù)，保證需要的測(cè)試頻率間隔。在相同頻率間隔下，相同的中頻帶寬下，校準(zhǔn)精度是相同的。

Q: SPAN應(yīng)該是Bandwith設(shè)置記得Keysight建議1kHz。

A: span是指測(cè)量頻率范圍，需要根據(jù)您具體的測(cè)試需求設(shè)置。您說的是IFBW(中頻帶寬），是指網(wǎng)分接收機(jī)的中頻帶寬，通常設(shè)為1 kHz足夠了。

Q: 請(qǐng)問如何測(cè)量1W以上PA的S22?

A: 如果是用Keysight的PNA測(cè)量，PNA端口輸入功率不能超過30 dBm。你的PA輸出端需要加一個(gè)衰減器避免損壞網(wǎng)分。這個(gè)衰減器最好小于10 dB，否則校準(zhǔn)時(shí)端口2噪聲會(huì)非常大。另外在測(cè)量時(shí)需要把端口2功率設(shè)置為0 dBm，不要和網(wǎng)分端口1設(shè)置同樣的功率。這樣才能保證足夠的功率進(jìn)入B接收機(jī)測(cè)到端口2的反射信號(hào)。

Q: 請(qǐng)問如何用Keysight的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀來測(cè)量射頻輸出電路的阻抗，做阻抗分析，如何做阻抗匹配?謝謝！

A: 您可以通過測(cè)量該電路的反射S參數(shù)并通過史密斯原圖顯示其阻抗特性，設(shè)計(jì)阻抗匹配電路不是我們的專長。在您設(shè)計(jì)好阻抗匹配電路后，可以通過網(wǎng)絡(luò)分析儀里的Port Matching功能模擬加上阻抗匹配電路之后的結(jié)果。

Q: 類似PCB layout饋入線設(shè)計(jì)下de-embeding， 在ADS設(shè)計(jì)下需要設(shè)計(jì)TRL校正，請(qǐng)問如何再測(cè)試的做de-embeding?

A: 如果要獲取PCB夾具的特性做去嵌入，一種方法是TRL校準(zhǔn)，另一種方法是用PNA或PLTS的AFR功能，可以從一個(gè)直通件數(shù)學(xué)上分成兩半，得到一半夾具的特性。

Q: 請(qǐng)問可以讓E5071C輸出Impedance 75ohm量測(cè)75ohm PCB上面的無源SMD CHIP？

A: 您也可以在50 ohm系統(tǒng)下測(cè)量75 ohm的PCB器件，我理解您的PCB同軸端口應(yīng)該是50 ohm的，PCB上包含50 ohm到75 ohm的轉(zhuǎn)換夾具。

Q: 網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試有源和無源器件時(shí)，對(duì)速度和性能的優(yōu)勢(shì)有哪些?

A: 如果是測(cè)量S參數(shù)的話，網(wǎng)絡(luò)分析儀幾乎是唯一的選擇。如果是測(cè)量有源器件的某些特性，如三階交調(diào)、噪聲系數(shù)、諧波等，也可以用信號(hào)源、頻譜儀、噪聲分析儀來完成，但是現(xiàn)代的網(wǎng)路分析儀已經(jīng)集成了這些功能，可以在一次連接下把所有的特性都測(cè)出來。自動(dòng)化和集成的程度非常高，可以省去編程控制信號(hào)源、頻譜儀的過程，測(cè)試效率大大提高。

Q: 1.PCB上沒有SMA引出，使用5071C，有沒有探針形式的方案測(cè)量TDR？2.AFR方式校準(zhǔn)引線，請(qǐng)問，引線設(shè)計(jì)多長比較合適？即2X的長度，需要校準(zhǔn)的是1X的走線。

A: ENA能夠使用U1021B探頭測(cè)量PCB，并通過De-skew的方法去除探頭效應(yīng)。直通的長度既不能太短（必須大于5倍系統(tǒng)上升時(shí)間），也不能太長（保證直通的插損和回?fù)p沒有交叉點(diǎn)）。

Q: 向量分析儀做LCR的Zs Rs分析應(yīng)該要靠VBA工具施行是吧? 不過向量分析儀器頂多檢驗(yàn)用傳輸線50ohm or 75ohm, 如何確認(rèn)3GHz以下測(cè)量的LCR特性并保證測(cè)量的=Acc精確度有在0.8%之內(nèi)?

A: ENA系列網(wǎng)絡(luò)分析儀有VBA程序可以將S參數(shù)轉(zhuǎn)換為阻抗或LCR參數(shù)。如果是E5061B這個(gè)型號(hào)，那么它是有專門的阻抗測(cè)量選件005可以來進(jìn)行測(cè)量，典型精度為2%。值得一提的是，不管是5061B還是其他的網(wǎng)絡(luò)分析儀，他們測(cè)試阻抗或者LCR參數(shù)都是沒有specification的值的，E5061B也只有典型阻抗精度值，這點(diǎn)跟4982A等LCR表是不一樣的。

Q: 所以現(xiàn)在討論測(cè)量的精度比較于LCR vs ENA在1GHz下測(cè)量 Zs Rs & Q value，請(qǐng)問有什么見解和分析嗎？

A: 您的問題是想了解LCR與ENA在Zs Rs Q上的精度比較是嗎?我們有一篇應(yīng)用文章里面介紹了RF IV和網(wǎng)絡(luò)分析儀的反射法在測(cè)量時(shí)的一些原理與比較

Q: 請(qǐng)問對(duì)于雙端口網(wǎng)絡(luò)，S11定義時(shí)候是2端口匹配1端口的反射功率比入射功率。網(wǎng)分測(cè)S11時(shí)候，2端口接的是網(wǎng)分的port，如何能保證2端口無反射呢?

A: 這是一個(gè)好問題。網(wǎng)分實(shí)際測(cè)量的時(shí)候不會(huì)保證a2等于0的情況下測(cè)量S11 = b1/a1。而是會(huì)做兩次獨(dú)立的測(cè)量，求解二元一次方程組：S11 = (b1a2' - a2b1') / (a1a2' - a2a1')

Q: 連接器普通常見的有SMA接頭，高性能的如西南微波的同軸接頭。西南微波同軸接頭比SMA測(cè)量的范圍更寬嗎? 例如 10GHz -->46GHz

A: 測(cè)量的頻率范圍是由連接器的尺寸決定的。SMA一般能測(cè)量到18GHz, 3.5 mm能到26.5GHz, 2.4mm能到50GHz，1.85mm能到67GHz。西南微波的連接器只是一個(gè)例子，他們質(zhì)量很好，我們以前做高頻驗(yàn)證時(shí)用過他們2.4mm的連接器。他們也有不同的尺寸覆蓋不同頻率。

Q: 測(cè)試差分損耗的時(shí)候需要用到4個(gè)端口的網(wǎng)絡(luò)儀，那是不是代表必須得用四端口的電子校準(zhǔn)件來測(cè)試呢?能用2端口的嗎?

A: 使用ENA-TDR的時(shí)候不能使用2端口的電子校準(zhǔn)件校準(zhǔn)來測(cè)試差分損耗。您可以使用4端口的電子校準(zhǔn)件，機(jī)械校準(zhǔn)件，或者TRL校準(zhǔn)件進(jìn)行全4端口的校準(zhǔn)。

Q: 傳輸跟蹤和反射跟蹤誤差指的是什么意思?

A: 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀內(nèi)部一般會(huì)有三個(gè)測(cè)量接收機(jī) R、A 和 B 接收機(jī)。其中 R 是用來測(cè)量激勵(lì)源信號(hào)的參考接收機(jī)，A是測(cè)反射信號(hào)的，B是測(cè)傳輸信號(hào)的。如果用測(cè)量接收機(jī)R、A、B分別去測(cè)量對(duì)于同一個(gè)射頻信號(hào)（幅度、相位和頻率），我們不要求它們的測(cè)量精度很好，但是即便是都存在測(cè)量誤差的情況下，也不管誤差有多大，網(wǎng)絡(luò)分析儀所要求的是A 的測(cè)量和B的測(cè)量結(jié)果要盡量和R的測(cè)量結(jié)果一致。在一個(gè)頻段范圍內(nèi)，無論 R 的測(cè)量結(jié)果是什么， 如果 A 和 B 的測(cè)量結(jié)果都能和 R 的測(cè)量結(jié)果保持一致，就說明 A 和 B 的測(cè)量結(jié)果能夠在這個(gè)頻率范圍內(nèi)“跟蹤”上 R 的測(cè)量結(jié)果。如果不一致，就表示有了“跟蹤”誤差。

Q: 校準(zhǔn)是只需要做一次就可以還是需要每次測(cè)試之前都重新校準(zhǔn)?

A: 校準(zhǔn)的目的是通過測(cè)量得到測(cè)試時(shí)那套配置下的誤差，這個(gè)誤差包括了很多因素，包括當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐膬x器設(shè)置和狀態(tài)，溫度，連接配置。其中的任何一項(xiàng)有改變了都最好重新做一下校準(zhǔn)。需要盡量使得校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)為真實(shí)測(cè)量時(shí)的狀態(tài)，才能保證好的校準(zhǔn)效果。

Q: 對(duì)于電纜一致性測(cè)試方案比如HDMI/USB這樣的標(biāo)準(zhǔn)，您更推薦VNA還是采樣示波器的方案?

A: ENA-TDR是我們推薦的方案，因?yàn)樗荋DMI/USB電纜一致性的認(rèn)證方案。