校準過程中我們都會使用到校準件,包括同軸校準件及波導校準件,還有微帶校準件。
有關微帶校準、同軸校準及波導校準之前都有文章寫過,大家可以爬爬樓再看看。
今天隨便聊聊同軸校準件。儀表上都會定義校準件的一些參數(shù),不同品牌儀表的定義略微會有不同,但總體而言還是一致的。
主要參數(shù)如下:
Z0
要定義的標準和實際測量面之間的偏置阻抗。通常 Z0 設置為系統(tǒng)的特性阻抗,一般為 50 歐姆或 75 歐姆。標準是 50 歐姆,如果要改成 75 歐姆需按如下設置。
點擊【Analysis】-->【Fixture Simulator】夾具仿真器,點擊【Port Z Conversion】并指定所選端口的參考阻抗,將 Port 1 Z0 Real 從 50 Ω 變?yōu)?75 Ω。
點擊【Port Z Conversion】將端口阻抗轉換功能置為 ON 狀態(tài)。
點擊【Fixture Simulator】置為 ON 狀態(tài)。
(手邊 U 盤壞了就直接拍照不截圖了,略有模糊各位見諒)
延遲
發(fā)生的延遲取決于要定義的標準和實際測量面之間的傳輸線長度。在開路、短路或負載標準中,延遲定義為從測量面到標準的單向傳播時間(秒)。在直通標準中,延遲定義為從一個測量面到另一個測量面的單向傳播時間(秒)。延遲可通過測量或將標準的精確物理長度除以速度余數(shù)來確定。
安立 Anritsu 的網(wǎng)分對于時延的定義用的是長度單位,換算一下即可變換成時間單位,具體公式之前文章中有講過,見 6 月 10 號那期《不同廠牌的校準件及矢網(wǎng)如何相互使用》。
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損耗
損耗用于確定沿同軸電纜的長度(單向)由集膚效應引起的能量損耗。損耗是用 1 GHz 上的 Ω/s 為單位進行定義。在許多應用中,使用 0 值作為損耗不應帶來顯著誤差。通過測量延遲(秒)和 1 GHz 上的損耗,然后將測量值代入下面的公式,即可確定標準的損耗。
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Keysight 的網(wǎng)分有這一項設置,安立的 Shockline 系列網(wǎng)分我沒找到相關設置,R&S 有沒有也不清楚,因為手邊沒機器。
C0、C1、C2、C3
開路標準在高頻上很少具有理想的反射特性。這是由于開路標準的邊緣電容會引起隨頻率而變化的相移。對于分析儀的內部計算,采用開路電容模型。該模型以一個三階多項式的頻率函數(shù)表示。多項式中的系數(shù)可由用戶定義。電容模型的公式如下所示:
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L0、L1、L2、L3
短路標準在高頻率上很少具有理想的反射特性。這是由于短路標準的殘余電感會引起隨頻率而變化的相移。這種影響不可能消除。對于分析儀的內部計算,采用短路電感模型。該模型以一個三階多項式的頻率函數(shù)表示。多項式中的系數(shù)可由用戶定義。電感模型的公式如下所示。
說到校準就會使用到不同接口的校準件及連接器,下面就順帶聊下。
依接口類型不同可分為很多種,具體如下圖。
其中 SMA、3.5mm、2.92mm 可以物理相連。2.4mm、1.85mm 可以物理相連。但是(SMA、3.5mm、2.92mm)和(2.4mm、1.85mm)不可以相連,這個需要特別注意,否則會造成損壞。
那么為什么會有這么多種不同接口的接頭元件呢?主要是:同軸連接器和電纜傳輸主模 TEM 模,截止頻率對應使用頻率上限。
比如:同軸電纜傳輸?shù)氖?TEM 模,即電場和磁場的方式均與傳播方向垂直。如果頻率過高會產生電磁泄漏。
如果系統(tǒng)中都有連接 SMA、3.5mm、2.92mm 接頭,那最高工作頻率是 18G;如果 3.5mm 和 2.92mm 相連接,那么最高工作頻率是 33G;如果 2.4mm 和 1.85mm 連接,那工作頻率上限是 50G;連接器內導體直徑匹配的才可以互連。不管是 50 歐姆 N 頭或 75 歐姆 N 頭與其它的都不兼容。