基于安捷倫VNA網(wǎng)絡(luò)分析儀實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)延時(shí)器件的測(cè)量

　　長(zhǎng)延時(shí)器件測(cè)量連接如圖2所示。

　　 圖2 測(cè)試連接

　　當(dāng)測(cè)量S21的幅度時(shí)，幅度相應(yīng)看起來(lái)非常低，甚至?xí)幸恍┨儭４藭r(shí)，如果你增加掃描時(shí)間，你會(huì)發(fā)現(xiàn)測(cè)試結(jié)果會(huì)變得準(zhǔn)確一些。很顯然，問(wèn)題是由于網(wǎng)絡(luò)分析儀掃描速度太快導(dǎo)致，但是為什么快的掃描速度會(huì)引起較差的測(cè)試結(jié)果?

　　我們測(cè)量長(zhǎng)延時(shí)器件的S21時(shí)，VNA的掃描類(lèi)型是線性頻率掃描，也就是頻率隨著時(shí)間掃描，因此被測(cè)件(DUT)的時(shí)延會(huì)引起輸出頻率對(duì)輸入頻率有一個(gè)頻率偏移，頻率偏移是由VNA的掃描速率和DUT的時(shí)延共同決定：

　　其中Td為被測(cè)件電子延時(shí)

　　由圖2可以看出，DUT的輸出信號(hào)到達(dá)B接收機(jī)，依據(jù)VNA的工作原理，B接收機(jī)被調(diào)諧到DUT輸入信號(hào)的頻率，因此DUT輸出信號(hào)的頻率與B接收機(jī)的工作頻率相差Fshift。最終導(dǎo)致接收機(jī)的中頻信號(hào)并不是在中頻濾波器的中心位置，濾波器的裙邊會(huì)對(duì)DUT的輸出信號(hào)有一些衰減。因此，掃描速率越快，頻率偏移越大，S21的幅度下降越嚴(yán)重。如果掃描頻率跨越幾個(gè)VNA頻帶，S21幅度可能會(huì)有跳變現(xiàn)象，因此VNA需要在不同的頻帶內(nèi)設(shè)置不同的掃描速率，但是對(duì)于每個(gè)頻帶可以設(shè)置相同的較慢的掃描速率。

　　當(dāng)你測(cè)量長(zhǎng)延時(shí)器件的S21幅度時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)測(cè)試結(jié)果不正確，建議幾種如下解決方案

　　?降低VNA的掃描速度，直到S21幅度穩(wěn)定。

　　?使用“Stepped Sweep”步進(jìn)掃描模式，設(shè)置每個(gè)頻點(diǎn)的駐留時(shí)間。

　　?在參考通道，增加一個(gè)足夠長(zhǎng)的電纜，讓這個(gè)電纜來(lái)匹配DUT的時(shí)延，但是這個(gè)方案會(huì)給校準(zhǔn)帶來(lái)一些麻煩。

　　長(zhǎng)延時(shí)器件的電延時(shí)測(cè)量問(wèn)題分析與解決方案

　　很多工程師都知道安捷輪的VNA網(wǎng)絡(luò)分析儀具有群時(shí)延的測(cè)量功能，但是很少有人能夠準(zhǔn)確地測(cè)量出長(zhǎng)延時(shí)器件的電子延時(shí)，甚至有時(shí)候測(cè)量的群時(shí)延為負(fù)值。針對(duì)這一問(wèn)題，筆者向大家提供三種測(cè)試方案。

　　電子延時(shí)補(bǔ)償?shù)刃Х?p>　　首先，設(shè)置S21的顯示格式為Unwrapped Phase，然后調(diào)整VNA的Electric Delay進(jìn)行補(bǔ)償，直到S21的相位軌跡曲線變得非常平坦。調(diào)整時(shí)，請(qǐng)注意當(dāng)曲線的斜率為正值時(shí)，說(shuō)明過(guò)補(bǔ)償。最終的補(bǔ)償值為被測(cè)器件的電子延時(shí)長(zhǎng)度。
　群時(shí)延法

　　群時(shí)延的定義如下：

　　 圖3 群時(shí)延的圖像化表示