校準類型

　　現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)分析儀都具有極強的處理能力和靈活性，針對特定應(yīng)用的許多校準方法也隨之涌現(xiàn)出來。例如，針對特定應(yīng)用的校準類型有混頻器/變頻器校準（用于頻率偏置器件）、噪聲系數(shù)校準和夾具內(nèi)測量等。下面以全面的1端口和2端口矢量校準為討論的重點，并回顧網(wǎng)絡(luò)分析儀中針對所有誤差源的矢量校準方法。這些方法與那些不考慮所有誤差項的方法（例如響應(yīng)校準）相比，精確度要高得多。討論校準精度時，將討論范圍限定為一些常用的校準類型，大多數(shù)現(xiàn)代校準方法來源于這些常用的校準類型。常用的校準技術(shù)有三種：SOLT（短路－開路－負載－直通）、TRL（直通－反射－線路）和ECal（電子校準）模塊。在每一種校準技術(shù)中，通常又針對特定的測量要求（如寬帶頻率或晶圓上探測）分成不同的校準方法。表1中總結(jié)了這些常用的校準技術(shù)及其各自的主要優(yōu)勢。

　　網(wǎng)絡(luò)分析儀中的系統(tǒng)誤差

　　圖1總結(jié)了典型網(wǎng)絡(luò)分析儀中的系統(tǒng)誤差來源。相位測量功能使得VNA能夠精確地計算所有的誤差來源。方向誤差會影響反射測量的精度。隔離誤差會影響發(fā)射測量的精度。源和負載誤差與被測件和分析儀測量端口阻抗之間的失配有關(guān)。反射和發(fā)射跟蹤誤差與分析儀的參考接收機和測量接收機的頻率響應(yīng)差異有關(guān)。

　　探究SOLT校準

　　大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)分析儀用戶最先熟悉的校準方法是SOLT。SOLT校準能夠提供優(yōu)異的精度和可重復(fù)性。這種校準方法要求使用短路、開路和負載標準校準件。如果被測件上有雌雄連接器，還需要分別為雌雄連接提供對應(yīng)的標準件，連接兩個測量平面，形成直通連接。

　　SOLT校準方法使用12項誤差修正模型，其中被測件的正向有6項，反向有6項。圖2顯示了正向誤差項：ED（方向）、ES（源匹配）、EL（負載匹配）、ERF（反射跟蹤）、ETF（發(fā)射跟蹤）和EX（串擾）。操作正確的話，SOLT可以測量百分之一分貝數(shù)量級的功率和毫度級相位。常用的校準套件中都包含SOLT標準校準件。這些校準件包括各種連接器類型，并且價格相對便宜，小心使用的話可以用很多年。

　　有的SOLT校準套件包含滑動負載，因此可改變路徑的線路長度，同時保持恒定的負載阻抗（通常為50Ω或75Ω）?；瑒迂撦d在高頻時尤為重要，因為在這種情況下很難實施良好的固定負載。線路長度的變化會直接成比例地改變電長度，導(dǎo)致測量路徑中發(fā)生相移。通過在校準過程中使用幾種不同長度的線路和相應(yīng)的相移，可以更精確地測量網(wǎng)絡(luò)分析儀的方向性（圖3）。

　　雙向直通SOL通常稱為“未知直通”。這種方法允許在遵守一些基本原則的條件下，在校準過程中使用電纜、電路板線軌或Ecal模塊作為直通路徑。當處理非插入式設(shè)備（具有同性或不兼容的連接器，在校準期間需要使用適配器才能建立直通連接）時，未知直通尤為有用。該適配器會給校準帶來一個誤差。未知直通因為無需使用精密的或經(jīng)過校準的適配器，并且可以最大限度地減少校準期間的電纜移動，所以非常有用。它通常比其他需要去除適配器的方法更方便、更精確。

　　以SOLT為基礎(chǔ)的其他校準技術(shù)還包括對一個標準校準件進行偏置。對于波導(dǎo)和其他高頻應(yīng)用來說，這個“偏置SOLT”的方法非常有效。例如，一個偏置負載可以被認為是一個混合標準件，其中包含兩個不同長度的已知偏置（發(fā)射線路）和一個負載元件。

　　“Quick SOLT”或QSOLT用于多端口應(yīng)用中（網(wǎng)絡(luò)分析儀上的測量端口多于2個）。這種方法有時被稱為N端口解決方案，其中N代表端口的數(shù)量。校準的步驟數(shù)與端口數(shù)量成正比。QSOLT使用需要校準步驟較少的數(shù)學(xué)算法，通過一組最少的連接全面解析N端口誤差模型。

　　大多數(shù)SOLT校準以手動方式執(zhí)行，并且執(zhí)行起來相對容易。安捷倫網(wǎng)絡(luò)分析儀提供（逐步）引導(dǎo)式校準，可減少人為誤差，提高可重復(fù)性。然而，正確的校準技術(shù)必須通過實踐的檢驗。同大多數(shù)測量技術(shù)一樣，SOLT校準也需要通過實踐的檢驗，以保證能夠提供最大的性能。