СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №3/2015

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 58 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2015 тов анализатора, выполненных на пер- вом этапе верификации. На втором этапе также вычисляются стабильности согласования нагрузки  E L (f) и трекинга передачи  E T (f) с по- мощьюмодифицированногометодасрав- нения. Для его реализации необходи- мо рассчитать параметры искажающих адаптеров E L (f) и E T (f) , используя резуль- татывторыходнопортовыхкалибровок. Отметим, что после выполнения калибровки UXYZ опорные плоско- сти находятся на выходе соедините- лей измерительных портов анали- затора. Таким образом, все найден- ные параметры E i и  E i характеризуют исключительно качество прибора. Второй этап верификации заканчива- ется переносом плоскости калибровки на один из выходов кабеля СВЧ, к кото- рому планируется подключать аттеню- атор (см. рис. 2). Перенос осуществля- ется программно и не требует дополни- тельных измерений. Для этого следует реализовать калибровку вида TXYZ семейства TRL [6]. В качестве матри- цы передачи перемычки при расчёте используется единичная матрица вида [1 0; 0 1], которая задаёт модель непо- средственного соединения измеритель- ного порта анализатора и кабеля СВЧ. На третьем этапе верификации, после коррекции TXYZ и переноса плоскости калибровки, подключается аттенюа- тор 40 дБ, как это показано на рисун- ке 2. Измерение параметров S 21 , S 12 и S 11 аттенюатора выполняется при двух уровнях выходной мощности: номи- нальной и уменьшенной на 20 дБ. Сме- щение мощности относительно номи- нального значения расширяет диапазон проверки коэффициента передачи при верификации. Четвёртый заключительный этап вери- фикацииначинается с переноса плоско- сти калибровки. После выполнения кор- рекции UXYZ по результатам предыду- щих измерений, к портам анализатора, вместо кабеля СВЧ, последовательно под- ключается нагрузка короткозамкнутая, как указано на рисунке 2. Измерение S 11 и S 22 нагрузкипроводится при двух уров- нях выходноймощности: номинальной имаксимальной. Нелинейность опреде- ляется как отношение коэффициентов отражения нагрузки для каждого порта при разной выходной мощности. При номинальной мощности выполняется расчёт абсолютнойпогрешностиизме- рений модуля и фазы коэффициентов отражения S 11 и S 22 , как разность изме- ренногои действительного (известного) значений нагрузок на каждой частоте. Таким образом, за несколько дей- ствий, при минимальном количестве мер и подключений, определяются при- сущие анализатору ключевые характе- ристики, к которым относятся погреш- ности измерений коэффициентов пере- дачи и отражения. При этом отсутствует потребность в наличии полного ком- плекта анализатора для верификации. Отметим, что полученные характе- ристики определяют максимальную достижимую точность измерений с помощью анализатора. Использо- вание любых дополнительных кабе- лей и переходов будет лишь увеличи- вать погрешность. Найденных харак- теристик достаточно для объективной оценки качества и сравнения приборов различных изготовителей. Многолетний опыт разработки и про- изводства векторных анализаторов цепей, глубокое понимание их мате- матических моделей совместно с изу- чением вопросов распространения сиг- налов по внутренним электрическим цепям позволили разработать альтер- нативный метод верификации. Основ- ным преимуществом предлагаемого подхода является упрощение и сни- жение стоимости работ за счёт: ● корректного выбора эталонного обо- рудования; ● снижения требований к квалифика- ции операторов; ● уменьшения ошибок операторов; ● автоматизации измерений. Несмотря на кажущуюся слож- ность представленной процедуры, с помощью разработанного программ- ного обеспечения [3] можно быстро и качественно выполнить верифика- цию используемого прибора. Статья будет полезной радиоинже- нерам и метрологам, чья деятельность связана с использованием анализато- ров на этапе разработки, производ- ства или приёмки электронных изде- лий. Предлагаемое решение позволит значительно упростить процедуру про- верки и сделать её доступной широкой аудитории пользователей. Л ИТЕРАТУРА 1. Векторный анализатор цепей ОБЗОР-804/1. Руководство по эксплуата- ции. www.planar.chel.ru/Products/Measu- rement%20instrument/obzor-804/. 2. Теоретические основы векторного анали- за цепей в соответствии с МИ 3411-2013. www.npktair.com/sites/default/files/vna.pdf. 3. Метрологическое программное обеспече- ние VNA Performance Test. Руководство по применению. vnapt.tiwri.com . 4. Губа В.Г., Ладур А.А., Савин А.А. Классифи- кация и анализ методов калибровки век- торных анализаторов цепей. Тез. докл. Томского государственного университе- та систем управления и радиоэлектрони- ки. 2011. № 2 (24). С. 149–155. 5. IEEE Std 287-2007 IEEE Standard for Precision Coaxial Connectors (DC to 110 GHz). www. ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnu mber=4317507&url=http%3A%2F%2Fieeex plore.ieee.org %2Fiel5%2F4317505%2F4317 506%2F04317507.pdf%3Ftp%3D%26isnum ber%3D4317506%26arnumber%3D4317507. 6. Network Analyzer Error Models and Calib- ration Methods by Doug Rytting. Agilent Technologies. Рис. 3. Программное обеспечение VNA Performance Test