掌握矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）的校準是精準測試的前提，尤其在大功率器件測量中更需謹慎操作。測量系統(tǒng)中加入預(yù)放大器或衰減器會帶來校準挑戰(zhàn)：預(yù)放大器可能導致校準件進入壓縮區(qū)甚至損壞；增加衰減器雖提升功率耐受能力，卻會引入噪聲，影響校準精度。

為避免損壞校準件，可在校準前移除預(yù)放大器或增大激勵源衰減。若預(yù)放大器和衰減器位于射頻源與參考耦合器之間，校準后重新接入不會影響S參數(shù)和功率測量精度（得益于8項誤差模型），但會影響激勵源的功率精度。

若在被測器件（DUT）與VNA端口間加入阻抗調(diào)諧器，校準前必須將其移除。其影響需通過外部軟件建模，并采用去嵌入法消除，再進行負載牽引測量。

網(wǎng)絡(luò)分析儀的校準包括三個部分: 矢量校準，相位校準和功率校準。網(wǎng)絡(luò)分析儀的自動校準引導程序會告訴用戶一步步地完成這些校準。

矢量校準

在進行矢量校準之前，用戶需要先設(shè)定校準信號的功率。

在假設(shè)網(wǎng)絡(luò)分析儀的測量裝置沒有做調(diào)整改動的情況下，校準信號功率的設(shè)定是 設(shè)定網(wǎng)絡(luò)分析儀的測量端口上的信號的功率。任何接入到射頻信號路徑中的預(yù)放 大器和衰減器都會改變測量系統(tǒng)測量端口上的信號的功率，在計算真正的校準功率的時候必須要考慮到這一點。

當使用電子校準件(ECal)的時候，請謹記，如果校準信號的功率低于-18dBm 的話，電子校準件不能進行“自適應(yīng)調(diào)整”。

當使用SOLT 機械校準件(N 型接頭、APC-7 型接頭、3.5 毫米接頭或2.4 毫米接頭) 進行校準的時候，由于負載校準件所能承受的功率有限，最、大校準功率在+27 dBm 到+33 dBm 之間。為了避免負載校準件中產(chǎn)生過多的熱量，盡量把校準信號的功率控制在+20 dBm 以下。

當使用沒有負載校準件的TRL機械校準件進行校準的時候，校準信號的最、大功率主要由導致校準件損壞的信號的電壓和器件的發(fā)熱特性決定，因此不帶負載校準件的TRL校準件比起SOLT校準件來可以用于更大功率的校準信號。

相位校準

NVNA測量需要在一個測量端口上使用相位參考校準件進行相位校準。通常最、好是在網(wǎng)絡(luò)分析儀的測量端口1 上進行相位校準，這是因為網(wǎng)絡(luò)分析儀 的測量端口1 的測量接收機通常比測量端口3 的測量接收機對信號的衰減量要小，比較小的測量接收機的衰減直接導致比較好的相位校準結(jié)果。

作為一般的經(jīng)驗，相位參考校準件輸出信號的功率至少應(yīng)該比測量接收機的底噪聲高出20 dB。對于26.5 GHz 的相位參考校準件U9391C 來說，它的頻率間隔為 10 MHz 的每個信號的輸出功率為-80 dBm。當中頻帶寬為 10 Hz，在0.1 GHz 到20 GHz 的測量頻率范圍內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)分析儀 N5242A 直接把測量信號接入測量接收機的工作模式下的底噪聲的典型值為-128 dBm; 如果在1 GHz的頻點上，測量接受機耦合器的耦合系數(shù)為15 dB 的話，這意味著耦合器和接收機之間的衰減器在 10 Hz 的中頻帶寬和 1 GHz 的頻點上對信號的衰減量應(yīng)該小于 23 dB。我們有幾種方法來處理接收機衰減器對信號造成大的衰減的情況:

增加取平均操作/ 計算的次數(shù)，降低噪聲;

提高驅(qū)動相位參考校準件的信號的頻率來提高它的輸出功率。例如，如果把驅(qū)動相位參考校準件的信號的頻率從10 MHz 提高到100 MHz，那么會使它的輸出功率提高 20 dB，相位參考校準件輸出信號的功率變化和驅(qū)動它的信號的頻率變化的關(guān)系是20log (信號頻率2/ 信號頻率1)。在實際測量中經(jīng)常用到的一個非常好的做法是: 盡可能地使用一個高頻率的信號驅(qū)動相位參考校準件，只要能同時保證它的頻譜成分落在所要測量的各個頻率上。

不對DUT的諧波分量進行測量。如果我們不對DUT的諧波特性進行表征的話， 那么我們就不需要用到相位參考校準件的數(shù)據(jù)。請注意，即便是不對諧波分量進行測量，我們?nèi)匀挥锌赡芴崛〕鲆恍┯杏玫腦 參數(shù)。例如，DUT 對供電電源的敏感性、壓縮特性、在基波頻率上DUT 的匹配特性等的測量結(jié)果仍然能夠形成對仿真很有用的器件的模型。

在完成NVNA 校準的過程中拿掉測量端口1 的衰減器，在NVNA 校準完成之后再把衰減器重新連接到測量的配置中，然后，對代表測量端口1 的測量裝置的變化的S2P 文件進行去嵌入操作?？梢酝ㄟ^以下測量步驟得到這個S2P 文件:

不使用衰減器在網(wǎng)絡(luò)分析儀的測量端口1 和測量端口3 之間做2 端口矢量校準;

把衰減器連接到網(wǎng)絡(luò)分析儀 的測量端口 1 的測量接收機上;

在網(wǎng)絡(luò)分析儀 的測量端口 1 和測量端口 3 之間連接一個“零長度”的直通件;

對這個直通件進行測量，把得到的S2P 文件存儲起來。

幅度校準

在進行NVNA 測量的時候，會用功率計對網(wǎng)絡(luò)分析儀 的一個測量端口進行幅度校準，這會校準網(wǎng)絡(luò)分析儀 的測量接收機使之能夠進行絕、對功率的測量，并且會校準任何由于對測量裝置進行調(diào)整和改變而造成的誤差。需要注意的是，這種幅度的校準并不能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)分析儀 激勵源輸出信號的功率進行校準。進行一次幅度校準之后，網(wǎng)絡(luò)分析儀再設(shè)定信號的功率時會假設(shè)測量裝置沒有經(jīng)過任何調(diào)整和改動。

通常情況下，因為測量端口1 的射頻通路上的信號的功率會最小，因此在端口 1 上做功率校準經(jīng)常是**選擇。

S參數(shù)的校準和功率校準在定義它們的校準功率時所使用的方法是非常不 同的。在進行S 參數(shù)校準時，功率的值是在校準功率的操作界面上設(shè)定的，在S參數(shù)校準中，網(wǎng)絡(luò)分析儀在設(shè)定信號的功率時是假設(shè)測量裝置沒有經(jīng)過任何的調(diào)整和改動的。相比之下，在做功率校準的時候，信號的功率大小是在功率計設(shè)置的操作界面上進行的。在這個操作界面上，如果把信號功率的偏置量設(shè)為0 dB 的話，那么校準功率會與S 參數(shù)校準中所選擇的功率的大小是一樣的， 如果在功率校準的操作界面上輸入一個非零的偏置值就會改變校準功率。在功率校準的過程擋住，網(wǎng)絡(luò)分析儀會對其輸出信號的功率進行調(diào)整直到功率計測量到所規(guī)定的信號功率為止。因此，即便是網(wǎng)絡(luò)分析儀 的測量裝置經(jīng)過了調(diào)整和改變， 仍然能夠在DUT 的測量端口上設(shè)定并測量所規(guī)定的信號的功率。

安全與操作建議

VNA部分端口最、大直流輸入為0V，配置選件H85時更需注意，務(wù)必使用交流耦合。

施加射頻功率應(yīng)比損壞閾值低至少3dB，理想情況低6dB。

計算功率時考慮最壞情況，如兩個0dBm信號同頻疊加可能達+6dBm。

DUT和預(yù)放大器對源/負載匹配敏感，加電前須滿足匹配條件，防止振蕩，避免開路。

注意加電順序：先確保匹配，再開啟直流電源，最后施加射頻信號。

測量接近+40dBm時，若使用內(nèi)部耦合器，務(wù)必配置選件H85（移除直流偏置部件），因其損壞閾值僅+30dBm。

“預(yù)置”（Preset）會恢復(fù)默認功率，可能損壞系統(tǒng)，建議設(shè)置低功率“用戶預(yù)置”狀態(tài)。

測量結(jié)束后及時關(guān)閉射頻輸出，防止DUT過熱。

綜上，正確校準與規(guī)范操作是保障測量精度與設(shè)備安全的關(guān)鍵。合理配置系統(tǒng)、科學選擇校準方式，并嚴格遵循安全規(guī)程，方能充分發(fā)揮VNA性能，實現(xiàn)高精度、高可靠的大功率器件測試。

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