之前講到過校準(zhǔn)的方式有使用探針及微帶校準(zhǔn),主要是一些類似 PCB 板端的應(yīng)用沒辦法直接與矢網(wǎng)的端口或是同軸線相連,為了最大程度的消除不確定度,有時會使用探針來做板端的校準(zhǔn)。其實(shí)還有另一種方式也可以實(shí)現(xiàn),就是端口延伸功能(Port Extensions)。端口延伸實(shí)際上就是將校準(zhǔn)面往后推,將電長度延伸至最終端。比如下圖所示,如果我的校準(zhǔn)面是在 RF 線的同軸端,但是實(shí)際測試時終端需要再加一個 N 轉(zhuǎn) SMA 的轉(zhuǎn)接頭(這里只是舉例,因為 N-SMA 接頭是可以通過 S 參數(shù)測出來 S2P 檔案的,假如我用 ENA 去測量一個“波導(dǎo) -- 同軸轉(zhuǎn)換器”就很好理解了)。
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這個時候我需要將校準(zhǔn)面從 RF 線的 SMA 端延伸至 N-SMA 的 N 頭端面。
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比如還有一些產(chǎn)品,如下圖,校準(zhǔn)面在 PCB 端的 SMA 口,但是實(shí)際測試端卻是 PCB 上面的線路端,這也需要使用矢網(wǎng)的端口延伸功能來測量。
對于這類的產(chǎn)品需要保證相位是線性相位且阻抗恒定不變。ENA 系列矢網(wǎng)支持端口延伸,包括自動延伸和手動調(diào)整時延兩種方式。下面就以 N 轉(zhuǎn) SMA 接頭為例來說明一下此功能的具體操作。
首先對儀表進(jìn)行校準(zhǔn),我就只做單端口 1-Port 校準(zhǔn)。校準(zhǔn)完在【Cal】按鍵下找到【Port Extensions】,默認(rèn)是【OFF】的,點(diǎn)進(jìn)去將功能開啟。
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然后點(diǎn)擊進(jìn)入【Auto Port Extension】畫面
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可以選擇需要執(zhí)行端口延伸的端口
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因為我是四端口 E5071C,所以有四個端口供選擇。
下面我先做 Port1 的單端口校準(zhǔn),校準(zhǔn)完畫面如下,由于寄生電容的存在,并且我使用的連接線外接了一個 SMA 母頭,所以可以看到開路點(diǎn)并不是理想的 0 度。
這個時候我接上 N-SMA 轉(zhuǎn)接頭,發(fā)現(xiàn)這條弧線變的更長了,原因在于接了 N 頭上去相當(dāng)于接了一段傳輸線,由于這段傳輸線帶來的時延(Delay),造成了對于不同頻率點(diǎn)的相位發(fā)生了變化,所以在 Smith 圖上看到的是一段弧線。
端口延伸功能提供開路點(diǎn)和短路點(diǎn)兩種試來觀察,如果選擇開路點(diǎn)的方式,就在終端讓測試端面開路,如果選擇短路點(diǎn)的方式終端需要短路。
我先以開路點(diǎn)的方試來操作,N 頭連接的是端口一,所以我選擇的是 Port1 的 OPEN。
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通過【Extension Port1】按鍵可進(jìn)入時延畫面如下。當(dāng)然你也可以手動輸入【Coax.Extension】菜單下 Delay 的值(比如通過時域 TDR 功能提前測出來),再或者也可以通過按鍵面板的旋鈕來手動調(diào)整時延至,直到開路從一段弧線變成一個點(diǎn)(或者相位接近 0 度)。
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我們看下相位是接近 0 度的。
當(dāng)然,你也可以通過短路點(diǎn)的方式來進(jìn)行端口延伸
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使用短路點(diǎn)的方式操作時測試端面的終端需要接短路器,同時調(diào)整到相位模式下,手動(旋鈕)改變時延調(diào)整相位至 -180 度。
調(diào)整完如下圖所示。(短路點(diǎn)方式相位是在+/-180 度)
ENA 同時也支持波導(dǎo)的端口延伸方式,如果已選擇“Waveguide”(波導(dǎo))作為媒體類型,需要單擊【Cutoff Frequecy】(截止頻率),并指定截止頻率。僅當(dāng)媒體類型為“Waveguide”(波導(dǎo))時,截止頻率才可用。
除了端口延伸之外,還可以為每個端口設(shè)置損耗值。通過校正由端口延伸引起的損耗,可以獲得更精確的測量結(jié)果。單擊【Port Extensions】(端口延伸)-->【Loss】(損耗)。