SNA5000X矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀—概念及校準(zhǔn)步驟

什么是矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀？

矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀被稱(chēng)為射頻類(lèi)的儀器之王，是一種多功能的測(cè)試測(cè)量儀器，它相當(dāng)于是信號(hào)源加頻譜儀的組合，但又不是簡(jiǎn)單的組合。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀中的矢量是指矢網(wǎng)可以測(cè)量到信號(hào)通過(guò)被測(cè)件后的幅度和相位兩者的變化，而簡(jiǎn)單的信號(hào)源加頻譜儀組合只能測(cè)到其幅度的變化。

矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀中的網(wǎng)絡(luò)和我們一般認(rèn)為的網(wǎng)絡(luò)含義有所不同，小到一個(gè)電阻、電容、電感這樣的元器件；大到一個(gè)電路板、一個(gè)模塊，甚至一個(gè)完整的產(chǎn)品，都可以被視為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。矢網(wǎng)測(cè)試在大多數(shù)情況下會(huì)將被測(cè)網(wǎng)絡(luò)視為一個(gè)黑盒，只考慮其端口特性。因此，矢網(wǎng)的主要作用就是用S參數(shù)表征被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的特性。

矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的校準(zhǔn)是測(cè)試之前的一個(gè)必要步驟。一般常說(shuō)的矢網(wǎng)校準(zhǔn)都是指的矢網(wǎng)特有的S參數(shù)校準(zhǔn)，其目的在于移除測(cè)試線纜、轉(zhuǎn)接頭和夾具等可重復(fù)的系統(tǒng)誤差。這里演示的被測(cè)件是一個(gè)低通濾波器，它的頻率范圍是DC或者100KHz到4GHz。

在SNA 5000X中，首先要設(shè)置好測(cè)試所需的頻率范圍：點(diǎn)擊【Frequency】設(shè)置起始和終止頻率，比如說(shuō)被測(cè)件是低通濾波器，那起始頻率保持100KHz的情況下，終止頻率可以修改為比4GHz稍大一點(diǎn)的值：例如5G。第二個(gè)參數(shù)是掃描點(diǎn)數(shù)，在【Sweep】中設(shè)置一個(gè)掃描點(diǎn)數(shù)，它的默認(rèn)值是201，在不考慮掃描速度的情況下，可以盡可能的把掃描點(diǎn)數(shù)設(shè)多一點(diǎn)，比如設(shè)了1001個(gè)點(diǎn)，也就是掃描1000個(gè)點(diǎn)。第三個(gè)參數(shù)是端口功率，點(diǎn)擊【Power】可以設(shè)置它的功率電平，也就是源的一個(gè)輸出功率，它默認(rèn)的值是0dBm。一般情況下，0dBm算是一個(gè)偏大的值，在測(cè)試過(guò)程中其實(shí)可以稍微給它設(shè)小一點(diǎn)，設(shè)個(gè)-10dBm。第四個(gè)參數(shù)是中頻帶寬，也就是IFBW，默認(rèn)值是10KHz，也可根據(jù)測(cè)試需要做一些修改，這里就保持默認(rèn)值。

這四項(xiàng)參數(shù)設(shè)置完成之后，開(kāi)始一個(gè)校準(zhǔn)：

首先點(diǎn)擊【Cal】后點(diǎn)擊基礎(chǔ)校準(zhǔn)，由于是一個(gè)雙端口器件（低通濾波器），所以需要勾選上Port1和Port2兩個(gè)端口。勾選好了之后再根據(jù)已有的一個(gè)校準(zhǔn)鍵，選擇一個(gè)校準(zhǔn)鍵型號(hào)，這里我們選擇的是F603FE。

第三步確認(rèn)好校準(zhǔn)件的一個(gè)公頭或者母頭。兩個(gè)校準(zhǔn)鍵都是Female母頭的校準(zhǔn)鍵，最后要選擇一個(gè)校準(zhǔn)方式。一般兩端口校準(zhǔn)的話，精度最高的也是最常用的一種校準(zhǔn)方式就是SOLT，也就是全雙端口校準(zhǔn)。選擇好了之后點(diǎn)擊【Next】再分別連接不同的校準(zhǔn)鍵：點(diǎn)擊屏幕上對(duì)應(yīng)的按鍵即可（沒(méi)有先后順序）

接下來(lái)完成一個(gè)校準(zhǔn)。首先是將short校準(zhǔn)鍵連接到Port1，連接好之后點(diǎn)擊Port1對(duì)應(yīng)的short，然后open校準(zhǔn)件連接到Port1，點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的【Open】按鍵。第3個(gè)是Load，全雙端口校準(zhǔn)的校準(zhǔn)方式里面是有4個(gè)校準(zhǔn)鍵，分別是：open、 load 、short和through，through就是相當(dāng)于將兩個(gè)端口短接起來(lái)，這就是一個(gè)直通校準(zhǔn)鍵。點(diǎn)擊【Throug】可以看到這個(gè)校準(zhǔn)的地方是沒(méi)有順序之分的，只要保證所連接的校準(zhǔn)鍵以及點(diǎn)擊的按鈕是對(duì)應(yīng)的就行。2端口也是同樣的道理，依次連接open、load、short, 并點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的按鈕。

如果在某種情況下連接錯(cuò)誤的話，是可以再次完成一個(gè)正確的教程，它會(huì)將錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)自動(dòng)覆蓋掉。比如連接open的時(shí)候點(diǎn)成了short，那就再重新連接short，并點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的【Short】按鍵，就可以覆蓋上一次的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

這里還有一項(xiàng)校準(zhǔn)叫可選的校準(zhǔn)，是隔離校準(zhǔn)，這個(gè)在一般情況下是可以不用校準(zhǔn)的。因此在校準(zhǔn)這幾項(xiàng)完成之后，可以點(diǎn)擊【Finish】，完成一整個(gè)的全雙端口校準(zhǔn)。完成校準(zhǔn)之后點(diǎn)擊按鍵【Save and recall】再點(diǎn)擊保存狀態(tài)，選擇保存類(lèi)型為狀態(tài)加標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。這樣就將校準(zhǔn)結(jié)果保存下來(lái)，在下一次開(kāi)機(jī)或者是一段時(shí)間之后，只要連接狀態(tài)相同的情況下，就可直接調(diào)用這個(gè)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

SNA 5000X也支持電子校準(zhǔn)鍵，它在4端口測(cè)試時(shí)會(huì)大大的節(jié)省校準(zhǔn)時(shí)間。使用電子校軟件的時(shí)候需要將它的USB口連接到矢網(wǎng)的USB口上面，這時(shí)會(huì)顯示一個(gè)紅色燈表示wait，表示這時(shí)候正在預(yù)熱，當(dāng)它顯示綠色燈ready的時(shí)候，我們就可以去開(kāi)始使用一個(gè)電子校準(zhǔn)。

完成預(yù)熱后就可以將測(cè)試線來(lái)連接到任意兩個(gè)端口，可以看到電子校準(zhǔn)件實(shí)際上是有4個(gè)端口，表示可支持4端口的校準(zhǔn)。連接好后點(diǎn)擊Cal，然后點(diǎn)擊最下面的電子校準(zhǔn)開(kāi)始自動(dòng)校準(zhǔn)。如果選擇一個(gè)端口數(shù)，然后點(diǎn)擊【Next】，可以看到系統(tǒng)正在完成一個(gè)自動(dòng)的校準(zhǔn)，再點(diǎn)擊【Finish】就相當(dāng)于一個(gè)完成較準(zhǔn)的狀態(tài)。

完成校準(zhǔn)之后，在屏幕的最下方會(huì)顯示C N-Port，N為校準(zhǔn)的端口數(shù)量，也就是在下圖這個(gè)地方可以看到我們執(zhí)行了一個(gè)兩端口的校準(zhǔn)，以及全雙端口的校準(zhǔn)，它就會(huì)顯示都是F，也就是full的意思。我們可以通過(guò)這個(gè)地方的顯示情況來(lái)判斷當(dāng)前的一個(gè)校準(zhǔn)結(jié)果是否準(zhǔn)確。

校準(zhǔn)之前需要設(shè)置好測(cè)試的頻率范圍，端口輸出功率，掃描點(diǎn)數(shù)以及中頻帶寬，而在校準(zhǔn)之后，如果修改了上述4個(gè)參數(shù)其中某一個(gè)參數(shù)的話，都會(huì)影響校準(zhǔn)的精度。并且這里提示的C N-Port也會(huì)出現(xiàn)變化，會(huì)顯示C*N-Port或者C?N-Port，這個(gè)時(shí)候就說(shuō)明校準(zhǔn)結(jié)果已經(jīng)不再準(zhǔn)確了。

審核編輯 黃宇