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046_VNA校准面

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发表于 2022-9-27 09:10 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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046_VNA校准面

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EDA365原创     作者:何平华老师
9 F. a. B9 [' D* [8 d$ Z: c5 J
VNA校准面。碎片三分钟逛电巢App,收获一丢丢。
044_Coupler之七:微带耦合器改善定向性措施45》所述:端口回波损耗指标严重影响微带窄边耦合器的定向性指标。
或者反过来,《045_Coupler之八:微带耦合器应用》提到的驻波检测电路中,如果用定向性指标不佳的耦合器去测试主信号线回波损耗,也是测不准的。
一句话:耦合器回损、定向性互相影响。
VNA测试时,如果测试夹具本身的回波损耗指标不佳,会影响耦合器的回损测试结果,所以需要校准掉测试夹具本身的影响。

  H+ d! p* @2 V9 N/ [' j
SLOT或TRL校准面
下图(图片来自于网上)SMA接口的SLOT校准件,包含ShortLoadOpenThrough,校准过程太复杂。
) M" E' o" W: P

0 v3 X1 Y/ {% y4 e) k/ ~
因此又有了下图(图片来自于网上)的电子校准件Ecal
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0 R2 n1 G) l7 `, n
校准过程简单。
关于这两种件的校准原理,可在网上找到相关资料。本文只谈谈几种校准方式的校准面,SLOTEcal的校准面如下图(图片来自于电巢学员实际仿真设计的样品)红色虚线所示:

% [, U* a1 L/ y8 r' ?( ^
* B2 d3 m1 L1 h2 }: ^) \
显然测试的回波损耗包含了SMAPCB转换结构的阻抗失配特征
即使如此,耦合器测试指标还是不错的,电巢学员学到了真本事。
但是,如果想精确测试此耦合器指标,期望的校准面如上图绿色实线框所示,要将测试夹具本身的SMAPCB转换结构的阻抗失配也校准掉,怎么办?这就引出了TRL自制校准件和端口延伸(或推挤)方案。
& _/ S/ I' a: M7 K, p3 v9 t: r
TRL自制校准件
TRL校准面如下图所示绿色虚线
0 ^, Y) v# q* |1 l; S
/ ~% w$ a$ @8 h1 V2 R
自制TRL校准面与期望符合,适用于测试高定向性微带耦合器。
关于TRL校准件的原理和设计,可参阅网上文章,网上图片不清晰,且Load校准件图片不严瑾,会误导大家,所以本文做了重绘,图片如上。持续关注电巢App或本公众号,后期会讲到这个Load校准件有啥问题?
网上这篇文章的SMA采用了螺钉安装的表面贴SMA,指标极佳,值得赞赏。

" X4 \$ Q* R3 M( A) N! D/ |
端口延伸(或推挤)
对于无源微带器件(尤其是高定向性耦合器)的测试来说,其中的一句话(前提假设)特别重要:
假设转接头的微带线及测试电缆可以满足阻抗匹配的条件,或者阻抗失配带来的反射,相对被测件反射较小
这句话对于常规射频芯片或连接器测试,一般都是能满足的。
但对于高定向性的耦合器来说,不满足了,本公众号第44篇文章已经有推论:如果定向性指标要求25dB,则理论上回波损耗指标至少要求30dB
三种校准方式的校准面如下图所示:
5 M: x$ \9 M. R) a3 Z* d
2 T6 r3 ~% ^' Q5 U3 r
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总结
SLOTEcal不能校准掉SMAPCB转换结构的阻抗失配和PCB布线本身的插入损耗和相位;
端口延伸(或推挤)只能校准掉PCB布线本身的插入损耗和相位(时延),不能校准掉SMAPCB转换结构的阻抗失配;
自制TRL能校准掉SMAPCB转换结构的阻抗失配、PCB布线本身的插入损耗和相位(时延),适合于测试高定向性耦合器;
) Y: @& j" x1 ~$ C6 T# `) ]
出品|EDA365
作者|何平华老师

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注:本文为EDA365电子论坛原创文章,未经允许,不得转载

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    发表于 2022-9-27 15:04 | 只看该作者
    射频信号基本都要做阻抗匹配
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