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  • 罗德与施瓦茨推出频率高达67 GHz的新款ZNA矢量网络分析仪

    罗德与施瓦茨推出频率高达67 GHz的新款ZNA矢量网络分析仪

    罗德与施瓦茨公司高端矢量网络分析仪 ZNA家族增加两位新成员, 频率范围分别达到50 GHz 和67 GHz。ZNA的新机型拥有出色的射频性能、独特的硬件架构及创新性的全触控操作模式,主要应用领域包括信号完整性测量、 航空航天与国防领域及 5G 元器件和模块测量。 罗德与施瓦茨公司两年前发布世界首款全触控操作模式的矢量网络分析仪ZNA之后,于2021年4月7日,在德国慕尼黑连发两款新品,ZNA矢量网络分析仪家族产品再次得到扩充。 R&S ZNA 拥有出色的射频性能、极宽的动态范围、超低的迹线噪声和友好的全触控操作界面。ZNA采取独特的硬件平台设计,配置四路全相参的内部信号源,另外,可配置第五路信号源,可作为第二路内置本振信号,也可以作为混频器测试中的附加信号源使用。仪表内置八路可以并行测试的测量接收机,该硬件架构是满足器件及模块高难度测量的理想之选。 R&S ZNA 为高端研究和开发人员带来了很大的便利。50 GHz 和67 GHz的新款ZNA为航空和国防工业测量带来新的机遇,满足雷达测试、收发模块测试 、天线测量以及卫星下变频器特性测量等应用。R&S ZNA 具有脉冲信号产生和测量功能,同时还支持各种触发功能。R&S ZNA支持硬件升级来增加更多功能,如直接源监测输出,即使在卫星下变频器等高增益设备上也可以进行准确的测量。 频率范围是R&S ZNA的一项明显优势,高端研发的差分信号完整性测量,频率可以达到67 GHz,与罗德与施瓦茨毫米波变频模块配合,频率可以进一步的扩展。R&S ZNA内部集成了去嵌功能(ISD、SFD、DELTA-L 和 EZD),在高速信号传输PCB线路特性测试中,可以消除测试夹具以及输入输出引线等带来的影响。 R&S ZNA频率完全覆盖 5G 频段,配合罗德与施瓦茨毫米波变频模块,频率可以覆盖6G频段,R&S ZNA是满足未来需要的理想测试方案,并完成开发人员的有源及无源组件(低噪声放大器、滤波器、天线和混频器)的测试。R&S ZCxxx 系列毫米波转换器能够扩展频率范围到太赫兹(THz),提供高动态范围和高输出功率,满足半导体晶圆测试和6G研究中的器件及模块天线测量等需求。 新款R&S ZNA50 和 R&S ZNA67 矢量网络分析仪目前已支持订购。

    时间:2021-04-08 关键词: 罗德与施瓦茨 矢量网络分析仪 网络分析仪

  • 网络分析仪这5大功能你了解吗?网络分析仪如何测量信号?

    网络分析仪这5大功能你了解吗?网络分析仪如何测量信号?

    在下述的内容中,小编将会对网络分析仪的5大功能以及网络分析仪测量信号的方法的相关消息予以报道,如果网络分析仪是您想要了解的焦点之一,不妨和小编共同阅读这篇文章哦。 一、网络分析仪基本介绍 在具体看网络分析仪的5大功能以及网络分析仪测量信号的方法之前,我们有必要先对网络分析仪具备基础的了解。 网络分析仪一种能在宽频带内进行扫描测量以确定网络参量的综合性微波测量仪器。网络分析仪的全称其实是微波网络分析仪。网络分析仪是测量网络参数的一种新型仪器,可直接测量有源或无源、可逆或不可逆的双口和单口网络的复数散射参数,并以扫频方式给出各散射参数的幅度、相位频率特性。自动网络分析仪能对测量结果逐点进行误差修正,并换算出其他几十种网络参数,如输入反射系数、输出反射系数、电压驻波比、阻抗(或导纳)、衰减(或增益)、相移和群延时等传输参数以及隔离度和定向度等。在实际应用当中,网络分析仪具备非常强的使用价值。 二、网络分析仪的五大功能 网络分析仪使用广泛,在网络故障检测和维护上作用明显,它主要有五大功能。这五大功能包括:频标功能、归一化功能、存储/调用功能、打印功能和平滑功能,下面,小编将对它们进行一一介绍。 1、频标功能:网络分析仪的该功能有四种频标方式可供选则,方便测量读数,详见频标操作说明部分。 2、归一化功能:网络分析仪的该功能在传输/反射测量时,用来消除系统误差。任何情况下校准均为全频段校准,全带(从1MHz-1000 MHz)的校准点为500点。 3、存储/调用功能:网络分析仪的该功能可用来存储最常用的仪器设置 。 4、打印功能:网络分析仪的该功能提供标准并行输出接口,配接打印机,可将测试曲线及频标点的数据打印输出。 5、平滑功能:网络分析仪的该功能可消除信号迹线上的噪声和调节扫描速度。 网络分析仪,让测试测量更具体可观,让网络运行更顺畅无阻。 网络分析仪,无论是标量网络分析仪还是其他,都对设备的搜寻和查找可以有着更好的工作效果。 网络分析仪可以自动搜寻并显示网络中接入的设备名称、IP地址、MAC地址以及各自占用的数据流量,为网络管理和故障诊断提供重要的参考信息。 三、网络分析仪测信号的方法 在了解了网络分析仪的5大功能后,我们来看看在实际运用中,我们如何采用网络分析仪来测量信号。 网络分析仪中检测信号主要有两种基本方法,方法具体内容如下。 方法1:二极管检波:二极管检波提取射频信号输入包络电平,输出电压反映输入信号功率。如果输入信号为连续CW信号,为DC检波,如果输入为幅度调制信号,为AC检波。二极管检波只反映信号幅度信息,丢失了射频载波信号的相位信息。 方法2:调谐接收机:调谐接收机将输入信号进行下变频后通过ADC变为数字量后处理。这样可以得到信号的相位和幅度信号。 网络分析仪广泛应用于以相控阵雷达为代表的新一代军用电子装备研制、生产、维修和计量等领域,还可以应用于精确制导、隐身及反隐身、航空航天、卫星通信、雷达侦测和监视、教学实验以及天线与RCS测试、元器件测试、材料测试等诸多领域。 以上就是小编这次想要和大家分享的有关网络分析仪的5大功能以及网络分析仪测量信号的方法的内容,希望大家对本次分享的内容已经具有一定的了解。如果您想要看不同类别的文章,可以在网页顶部选择相应的频道哦。

    时间:2021-02-19 关键词: 测量 功能 网络分析仪

  • 什么是网络分析仪,网络分析仪测量方法你知道吗?

    什么是网络分析仪,网络分析仪测量方法你知道吗?

    今天,小编将在这篇文章中为大家带来网络分析仪、网络分析仪测量的有关报道,通过阅读这篇文章,大家可以对网络分析仪以及测量方法具备清晰的认识,主要内容如下。 一、什么是网络分析仪 网络分析仪是一种全面的微波测量仪器,可以在很宽的频带内进行扫描和测量以确定网络参数。此外,网络分析仪的全名是微波网络分析仪。网络分析仪是一种用于测量网络参数的新型仪器。 它可以直接测量有源或无源,可逆或不可逆双端口和单端口网络的复杂散射参数,并以扫频模式“频率”特性给出每个散射参数的幅度和相位。自动网络分析仪可以逐点校正测量结果,并转换许多其他网络参数,例如输入反射系数,输出反射系数,电压驻波比,阻抗(或导纳),衰减(或增益),传输参数 例如相移和群延迟,以及隔离度和方向。 网络分析仪是在四端口微波反射计(见驻波与反射测量)的基础上发展起来的。在60年代中期实现自动化,利用计算机按一定误差模型在每一频率点上修正由定向耦合器的定向性不完善、失配和窜漏等而引起的误差,从而使测量精确度大为提高,可达到计量室中最精密的测量线技术的测量精确度,而测量速度提高数十倍。 二、网络分析仪测量方法 在了解了网络分析仪的基本知识后,我们来看看网络分析仪的测量方法。 反射系数(G)和透射系数(T)分别对应于入射信号中反射信号和透射信号的比例。现代网络分析基于散射参数或S参数扩展了这一思想。 S参数是一种复杂的向量,它们表示两个射频信号的比率。 S参数包括幅值和相位,以笛卡尔形式显示为实数和虚数。 S参数由S坐标系表示,X表示被测DUT的输出端子,Y表示被入射RF信号激励的DUT的输入端子。 S11定义为端口1反射的能量与端口1上的入射信号的比率,S21定义为传输到DUT端口2的能量与端口1上的入射信号的比率。参数S11和S21为 正向S参数,因为入射信号来自端口1的射频源。对于从端口2入射的信号,S22是端口2的反射能量与端口2的入射信号之比,而S12是比率2 传输到DUT端口1的能量到端口2的入射信号的能量。它们都是反向S参数。 你可以基于多端口或N端口S参数扩展此概念。例如,射频循环器、功率分配器和耦合器都是三端口设备。 您可以使用类似的两端口分析方法(例如S13,S32,S33)测量和计算S参数。下标编号一致的S参数(例如S11,S22,S33)表示反射信号,而下标编号不一致的S参数(例如S12,S32,S21和S13)表示发送信号。 此外,S参数的总数等于设备端口数的平方,因此可以完全描述设备的RF特性。 表征传输特性的S参数(例如S21)在表述上类似于其他通用术语,例如增益、插入损耗和衰减。表征反射的S参数(例如S11)对应于电压驻波比(VSWR),回波损耗或反射系数。 S参数还具有其他优点。 它们被广泛认可并用于现代射频测量中。 您可以轻松地将S参数转换为H,Z或其他参数。 您还可以级联具有S参数的多个设备,以表征复合系统的RF特性。 更重要的是,S参数表示为比率。 因此,您无需将入射源功率设置为准确的值。 DUT的响应将反映入射信号中的任何细微差异,但是当通过比率方法表征发射信号或反射信号与入射信号的比率时,该差异将被消除。 以上便是小编此次想要和大家共同分享的有关网络分析仪和网络分析仪测量方法的内容,如果你对本文内容感到满意,不妨持续关注我们网站哟。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

    时间:2021-02-11 关键词: 测量仪器 测量方法 网络分析仪

  • 是德科技助力开发人员更精准、更自信地表征宽带毫米波设计

    是德科技助力开发人员更精准、更自信地表征宽带毫米波设计

    基于网络分析仪的解决方案可提供计量级性能和优异的测量稳定度 确保测量结果精确且可追溯 新闻要点: · 提供小于 0.015 dB 的幅度稳定度和小于 0.15 度的相位稳定度 · 改进器件表征和建模,实现更准确的连接测量和晶圆上测量 · 延长校准周期,同时保持卓越的稳定度 2017 年 6 月 1 日,北京――是德科技公司(NYSE:KEYS)近日宣布推出一款新的宽带毫米波网络分析仪解决方案――Keysight N5290/91A 解决方案。这款新型解决方案可以在高达 120 GHz 的频率范围内提供非常优异的计量级系统测量精度,使前沿科技领域的开发人员能够满怀信心地表征其毫米波设计。 新解决方案能够确保晶圆上测量和连接测量实现出色的稳定度和精度,从而显著改善器件表征和建模。其24 小时的幅度稳定度为小于 0.015 dB,相位精度为小于 0.15 度。 该解决方案充分利用了是德科技在计量领域历经证明的专业技术。其校准功能依托更准确的数据库实现。这个数据库能够支持 1.0 mm 校准套件(85059B)和 1.0 mm 验证套件(85059V)。以此为基础,这款新的宽带毫米波解决方案提供的测量结果可以追溯到国家级计量单位。 这个系统的核心要素包括 Keysight PNA 或 PNA-X 网络分析仪、N5293A 系列紧凑型频率扩展器和 N5292A 测试仪控制器。为了简化台式测量,工程师可以在台式定位器选件上安装频率扩展器。 经过加固的 1.0 mm 测试端口可以确保连接的可重复性,改进校准不确定度和系统级测量精度。用户可以对连接测量实施自动夹具去嵌入,或在进行晶圆上测量时对探针执行校准。 选件 205 或 425 提供的可选 900 Hz 起始频率,使工程师们可以表征器件的低频性能。这对于测量高速数字应用中常用的低损耗传输线结构非常有用。 是德科技与解决方案合作伙伴 Cascade Microtech 通力协作,以 N5290/91A 和 Keysight W8580BP WaferPro Express 核心测量软件套件(软件、驱动程序和数据库)为基础,提供了一个完整的晶圆测量解决方案(WMS)。该 WMS 程序提供了有保证的配置、安装和支持,能够降低风险,加速实现首次测量。 此宽带毫米波解决方案还支持是德科技业经验证的各种测量应用软件。其应用实例包括对放大器和频率转换器进行全面表征(增益压缩软件选件),测量混频器和频率转换器(标量混频器软件选件),以及校准多通道频谱测量(扩展频谱分析仪软件选件)。 利用改进的工作流程提高易用性 是德科技还为 PNA 系列网络分析仪的所有型号引入了多点触控用户界面(UI)。这些用户界面(UI)更新包括 12.1 英寸宽屏显示;快捷访问常用功能;利用触控激活的选项卡式功能键和对话菜单快速进行设置;利用直观的单点和多点触控手势来拖拽或缩放迹线。 关于 N5290/91A 宽带微波网络分析仪解决方案的更多信息,请访问:www.keysight.com/find/millimeter-wave。浏览产品图片,请访问 www.keysight.com/find/broadbandmillimeterwavesoluTIons-images。媒体背景介绍请参见 www.keysight.com/find/broadbandmillimeterwavesoluTIons-backgrounder。

    时间:2020-08-11 关键词: 毫米波 是德科技 网络分析仪

  • 罗德与施瓦茨联合Marvin Test Solutions共同为5G波束赋型IC开发了一个交钥匙生产型测试解决方案

    罗德与施瓦茨联合Marvin Test Solutions共同为5G波束赋型IC开发了一个交钥匙生产型测试解决方案

    测试与测量公司罗德与施瓦茨和Marvin Test Solutions(以下简称Marvin公司)共同合作开发了一个独特的交钥匙解决方案,适用于5G mmWave(FR2)和卫星通信中波束赋型集成电路(IC)。Marvin测试解决方案的生产测试仪器TS 900e-5G是基于罗德与施瓦茨公司的新型R&S®ZNBT40多端口矢量网络分析仪(VNA)。波束赋型正在成为5G NR和卫星通信的行业标准。它也是航空航天和国防工业的一种常用技术,是美国航空航天测试与测量提供商Marvin公司的专业领域。两家公司的合作始于Marvin公司对罗德与施瓦茨公司的R&S®ZNBT40的性能和规格表现出兴趣,作为他们5G波束赋型IC生产测试仪器的基础。业界领先的新型R&S®ZNBT40是一种多端口VNA,能够快速、可靠、广泛地验证和表征具有典型的5、9甚至17个RF端口的波束赋型IC。它是一个独特的矢量网络分析仪,频率范围从100kHz到40GHz,是一个真正的多端口架构。除了测试多端口设备(DUT),如波束赋型IC,它还允许使用多达24个端口并行测试多个DUT。大量的端口使得在监听所有天线连接的同时,能够完整地描述波束赋型IC的特性,并观察其互耦效应。Marvin公司的首席执行官、美国空军少将Stephen T.Sargeant说道:“由于R&S®ZNBT40矢量网络分析仪独特的尖端能力,我们在竞争中选择了它作为我们测试系统的核心。我们与罗德与施瓦茨的合作使我们两家公司有机会提供最佳的可用解决方案,以满足客户的需求。”罗德与施瓦茨公司矢量网络分析仪产品总监Alexander Keck评论道:“罗德与施瓦茨公司在制造高质量仪器方面有着强大而悠久的传统。我们很高兴与Marvin公司这样的动态测试伙伴合作测试解决方案,创造行业领先的交钥匙测试与测量解决方案。”TS 900e-5G生产测试仪器现可从Marvin公司获得。

    时间:2019-07-23 关键词: 集成电路 测试仪器 网络分析仪

  • 是德科技推出新款有源器件调制失真表征软件

    是德科技推出新款有源器件调制失真表征软件

    2019年5月27日,北京 —— 是德科技(NYSE:KEYS)宣布推出 S93070xB调制失真表征应用软件。该软件作为是德科技PNA-X矢量网络分析仪的选件,可提供宽广的系统动态范围,并实现极低的剩余误差矢量幅度(EVM)。是德科技是一家领先的技术公司,致力于帮助企业、服务提供商和政府客户加速创新,创造一个安全互联的世界。传统的测试系统,尤其是用于5G功率放大器和波束赋形器集成电路设计、验证和生产的测试系统通常非常复杂,有很多地方都可能产生误差。例如失配和电缆损耗,它们会影响信号的保真度以及测量的准确性和可重复性。全新S93070xB调制失真表征应用软件与是德科技的PNA-X矢量网络分析仪完全整合,使设计人员能够以可重复的方式准确、快速地表征器件在调制宽带信号激励下的特性。它采用了先进的校准技术,可以保持极高的精度,同时还支持通过单次连接一键式完成当前的矢量网络分析仪测量,并保持极低的剩余EVM。是德科技高频测量研发副总裁 Joe Rickert 表示:“工程师需要简化测试系统,以便执行可靠、准确和可重复的测量。通过在 PNA 上整合调制失真表征功能,工程师能够隔离并测量设计的关键性能参数,降低测试环境的复杂性并消除潜在的误差源,从而有信心获得可靠和一致的测量结果。”是德科技的全新S93070xB调制失真表征应用软件提供了以下关键功能,帮助客户克服宽带测量挑战,并轻松、快速地执行可重复测量:· 更宽的系统动态范围(更低的本底噪声)使剩余EVM变得极低,可以不受测试系统的限制,完整地表征器件性能;· 采用高性能网络分析仪(PNA)校准技术,提高被测器件(DUT)输入的信号保真度;· 通过轻松校准,实现“经过矢量校正的”EVM 测量;· 矢量网络分析仪(VNA)校准技术确保客户获得一致、可重复的测量结果。

    时间:2019-05-28 关键词: 是德科技 evm 网络分析仪

  • 基于平衡矢量网络分析仪的VNA测试方案

    传统的矢量网络分析仪VNA(vectornetworkanalyzer)在测量平衡/差分器件时,通常采用所谓的“虚拟”方法:网络分析仪用单边(single-ended)信号激励被测件,测出其不平衡(unbalanced)参数,然后网络分析仪通过数学计算,把不平衡参数转换成平衡参数。该方法对于分析小信号(线性)状态下的有源/无源器件已经够用。但是当器件处于大信号(非线性)工作状态时,该方法测试结果的精度就受限了。尽管人们想出了很多方法克服这个问题:例如采用“理想的”宽带功分器或耦合器,但是这些方法都无法进行全系统校准。幸运的是罗德与施瓦茨公司(Rohde& Schwarz)的多端口网络分析仪ZVA和ZVT,通过添加新的选件,就可以实现精确的宽带差分器件测量,并且操作方便。  R&SZVx-K6选件是一种概念全新的技术,并且获得了多项专利。该公司已经在多种有源器件上进行了实验验证,发现该方法得出的增益压缩点结果和“虚拟”方法相比,确实有一定差距。图1就是一个典型的例子,这个实验采用R&SZVA40网络分析仪,在两种模式下分别测试一个2GHz的微波单片集成MMIC(monolithic-microwave-integrated-circuit)放大器。可以看出,在小信号(线性)的情况下,两种方法的测量结果一样,但是在放大器处于压缩状态(大信号)的情况下,两种方法的测量结果有明显差异。采用真差分激励测得的增益,比采用虚拟方法的结果提前4dB出现压缩,并且最大增益的测量结果也要低0.5dB.  这种新技术的改进(优点)有如下三方面:  1.目前差分放大器在手机、智能电话、数据卡和其他移动设备中得到了广泛的应用。但是这些器件目前大多采用虚拟方法来测试(由于以前还没有真差分测试技术)。也就意味着目前测得的器件特性并不正确。  2.如果器件实际出现压缩的功率,比厂商标注的要低(因为厂商目前都用虚拟方法测试),也就意味着现在的很多放大器都处于压缩(过载)状态下工作,其实际互调产物要比设计值高很多。  3. 采用虚拟方法设计生产手机的厂商,目前必须“功率回退”技术,才能达到理想的线性功率性能。  然而采用“功率回退”技术意味着需要更多(或输出功率更高)的有源器件,才能达到指定的输出功率,可能需要重新设计整个发射机部分。  当然,如果能更精确的测试出平衡器件的特性,器件、系统厂商就可以在产品出厂之前(而不是在使用中出现问题之后),设计出理想的性能和工作条件。  用传统的网络分析仪测量差分(平衡)器件时,仪器只能产生单端激励,通过数学计算,把测得的单端S参数转化为差分S参数。仪器并没有用差分信号去激励被测件,而是把它当成一个单端器件来测量的。然后使用测得的单端S参数,计算出混合模S参数。由于没有使用真实的差分信号去激励被测件,这种虚拟方法的精度难以保证。这种方法的精度在小信号(线性)状态下尚可,但是在大信号(非线性)状态下,难以保证。  当有源器件处于大信号激励下,其非线性特性逐步显露(通常用1dB或3dB压缩点来衡量),这时采用传统虚拟方法测量有源器件,就很难得到理想的结果。例如用虚拟法测得某个放大器的1dB压缩点比实际值偏高,如果用这个参数去指导设计,则设计出的放大器就可能会于过载状态,从而产生很多非线性产物。然而,以前网络分析仪只能提供虚拟方法,因为网络分析仪控制其输出的两路信号源的幅度和相位的技术极其复杂。  罗德与施瓦茨公司开发的这项新技术,首次实现了网络分析仪输出真正差分信号,用来激励射频微波平衡器件,其最高频率高达40GHz.该方法基于专利控制的技术,控制两路内部源的幅度和相位,以及专利的差分矢量校准技术。R&SZVA(2、3、4端口网络分析仪)或该公司的ZVT(多端口网络分析仪)内部的两路源可以产生幅度相同,相位差为0度或180度的信号,其相位差的不确定度小于1度。用这组差分信号激励被测件,可以直接测出差模或共模响应,经过矢量修正,直接得出混合模S参数。  传统的虚拟方法工作原理如下:在每一个频点,网络分析仪的1端口输出一个单端激励,在2、3、4端口测量传输分量,在1端口测量反射分量,然后分别再用2、3、4端口输出单端激励信号,重复上述测试。可以得出16个单端S参数(S11到S44),再用这16个参数计算出混合模S参数Sxxyy.但是对于非线性器件,仪器的1端口和2端口不能输出激励信号,因此不能再现被测件在实际工作状态下的性能。  产生真正的差分信号有很多难题需要克服:首先,要在两个内部源之间实现180度相移,还要精确的控制这个相位差,以保证差分信号的质量。另外,在测量和校准参考平面,这个相位差仍然保持有效。而测试使用电缆的损耗、相位以及其他特性都会变化,这些都给精确的测量带来很多困难。  仪器的校准方法和标准的“直通-开路-短路-匹配TOSM”(thru-open-short-match 或称SOLT)校准方法一致。即使测试电缆不对称(例如长度不同)或者在片测试,这种校准方法也适用。该仪器也能产生相位差为0度(同相)的信号,进行共模测试。以前的仪器中,相位随时间以及温度漂移是一个很严重的问题,这里内部源采用了特殊的算法和控制电路,不断的检验并修正内部源的相位差,以保证差分信号严格的幅度相位关系。  真正差分技术测量一个4端口平衡器件的具体工作步骤如下:  网络分析仪的1号逻辑端口(实际上由两个物理端口组成)发出幅度相同、相位差为180度的差模信号,加载到被测件上,在2端口测量传输分量的差模和共模响应,同时在1端口测量反射分量的差模和共模响应;然后仪器的1号逻辑端口产生幅度相同、相位差为0度的共模信号,同样分别测量传输和反射信号的差模/共模响应。  网络分析仪的2号逻辑端口发出幅度相同、相位差为180度的差模信号,加载到被测件上,在1端口测量传输分量的差模和共模响应,同时在2端口测量反射分量的差模和共模响应;然后仪器的2号逻辑端口产生幅度相同、相位差为0度的共模信号,同样分别测量传输和反射信号的差模/共模响应。被测件的混合模S参数可以直接由上述的差模/共模响应计算得到,经过系统误差修正后,直接在仪器屏幕上显示。完成上述所有测试的扫描时间仅需300ms.  该技术还可以实现幅度和相位不平衡扫描(以模拟非理想状态)。对于幅度不平衡扫描,这时两路信号的幅度不再相等,其中的一路可以在用户设定的范围内功率扫描。类似的,对于相位不平衡扫描,两路信号的相位差不再保持180度,而是在一个设定的范围内变化。这两种扫描方式都是为了模拟非理想工作状态,为设计者提供更多的参考信息。  用户可以简单的通过点击鼠标,在虚拟模式和真差分模式间切换,并且两种方法的测试结果可以在同一个图形中实时显示。而且两种方法的校准技术相同,用户无需分别校准。该仪器还提供一种简单、直观的平衡器件测试向导程序。真差分测量技术无需硬件更新,可以在任何4端口ZVA系列,以及任何端口数大于3的ZVT系列网络分析以上使用。

    时间:2018-11-14 关键词: 平衡矢量 vna测试 网络分析仪

  • 述评SPARQ系列网络分析仪之三:关于S参数(上)

    无源网络如电阻,电感,电容,连接器,电缆,PCB线等在高频下会呈现射频、微波方面的特性。S参数是表征无源网络特性的一种模型,在仿真中即用S 参数来代表无源网络,因此,S参数在射频、微波和信号完整性领域的应用都很广泛。本文将分上、下两篇分别从S参数的定义、S参数的表达方式、S参数的特性、混合模式S参数、S参数测量等多个方面介绍S参数的一些基本知识。一、S参数的定义我喜欢找到一句话来概括一个术语。譬如有人问我什么是带宽,我第一句话会说,带宽就是示波器前端放大器的幅频特性曲线的截止频率点,然后再具体化这句话里 面的一些关键词的含义。遇到内行人士,说了这句话就不用再啰嗦了。那么该如何用一句话来回答什么是S参数呢? 我在网上搜索到很多关于S参数的文章,现摘录几段关于S参数的定义。在维基百科上,关于S参数的定义是:Scattering parameters or S-parameters (the elements of a scattering matrix or S-matrix) describe the electrical behaviors of linear electrical networks when undergoing various steady state stimuli by electrical signals. The parameters are useful for electrical engineering, electronics engineering, and communication systems design. 翻译成中文:散射参数或者说S参数描述了线性电气网络在变化的稳态电信号激励时的电气行为。该参数对于电气工程,电子工程和通信系统的研发是很有用的。( 抱歉,英语水平太差,翻译得很别扭。)这个定义似乎不够好!在一篇文章中的定义是:The S-parameter (Scattering parameter) expresses device characteristics using the degree of scattering when an AC signal is considered as a wave. The word “scattering” is a general term that refers to refl ection back to the source and transmission to other directions. 中文含义是:“S参数是利用器件在受到带有“波”特点的AC信号激励下的散射程度来表达器件的特征。”这个定义比较简洁,但可能翻译得不准确。我想了半天,不知道是将Wave翻译“微波”好,还是“波”好。作者试图表达S参数主要是用于描述在高频信号下的特性,但很不直截了当。另外一篇文章中的定义更是简洁明了: Scattering parameters or S-parameters are commonly used to describe an n-port network operating at high frequencies like RF and microwave frequencies. 中文含义是:“S参数通常用来描述工作在类似于RF和微波频率的高频下的n端口网络。”在力科的一篇应用文档中,我们对S参数的表达是:“Scattering” or ‘s’ parameters are a measure of reflected power and transmitted power in a network as a function of frequency. The “Network” could be a coax cable, passive antenna, active amplifier, microwave filter, etc. S-parameters have magnitude and phase Typically, magnitude is measured in dB, phase is measured in degrees. 中文含义是:“S参数是测量“传输网络”的反射功率和传输功率,最终测量结果是和频率相关的。这里的“传输网络”是可能同轴电缆,无源衰减器,有源功放, 微波滤波器等。S参数有幅值的S参数和相位的S参数。一般地说,幅值测量是以dB表示,相位是以角度表示。” 这个表达是从测量角度来说的,似乎不能作为一种术语的定义。 我个人觉得比较糟糕的一个定义是在堪称经典的国外教材上,叫《射频电路设计——理论与应用》(电子工业出版设,Reinhold Ludwig和Pavel Bretchko著)。 在其第111页的描述是:“简单地说,S参量表达的是电压波,它使我们可以用入射电压波和反射电压的方式定义网络的输入、输出关系。根据图示,可以定义为 归一化入射波电压an和归一化反射电压波bn。” 这个教材有英文版在国内出版,我没查英文是怎么表达的,但这个翻译过来的中文定义确是很难懂。但上面几种表达综合在一起,应是给了我们一个关于什么是S参数的概念。在物理意义上到底该如何理解S参数的本质呢?我们打一个比方:假设流速极快的水流过了两个连接在一起但直径不一样的水管,在这两个水管的交界处会产生什么现象?一部分水会从一个水管流到另外一个水管,还有一部分水会反射回来,但如果水的流速很慢,所有的水都会从一个水管全部流到另外一个水管,没有水反射回来的。我们很容易理解这个现象。那么,我们将水管换成电阻,电阻两端连接的是导线,当电信号从导线流经电阻时会发生什么现象?答案是:当电信号的速率很低或直流信号时,所有的电信号能量除了转换为热能消耗掉,其余的都会流出电阻。输入电流等于输出电流。也就是说可以应用我们在大 学里学习到的基尔霍夫电压和电流定律。但如果电信号的速率很高,“电阻”就不是我们过去意义上理解的电阻了,电阻会表现出射频特性。流过电阻的电信号一部分会被反射回来,而且反射回来信号的相 位不一定是和入射的信号完全反相,是一个矢量。当我们将电阻作为一个“黑箱子”,来描述电阻的特征时,该怎么描述? S参数即是一种描述电阻在表现为射频特性的高频信号激励下的电气行为的工具,而且它的描述的方法是以电阻对入射信号作出“反应”即“散射”后,从电阻“外 部”“散射”出的可测量的物理量来实现的,测量到的物理量的大小反应出不同特性的电阻会对相同的输入信号“散射”的程度不一样,这种不一样的散射程度就可 以用来描述电阻的特性,而且这种表达方法已成为作为一种非常有用的电气模型。这些物理量被称为入射电压,反射电压,传输电压,等等。 不只是电阻会表现这种特性,很多无源器件如电缆,连接器,PCB走线等传输介质都会表现出这种特性,因此都可以用S参数来表征。图一表示了S参数的基本概念。二、S参数的表达方式S参数的表达方式多种多样。在数学表达上是一个矩阵形式,矩阵中的每个数值代表了一定的物理意义。在图形表达上,则是一个横轴表示频率,纵轴表示散射程度 的曲线。在仿真中,S参数就是代表了器件特性的一种模型,这个模型在仿真应用中的“输入”是一个叫touchstone格式的文件。S参数矩阵S参数矩阵如图二所示。对传输网络的输入输出端口都要编上数字,数字次序不一样代表的物理含义不一样。如Sij表示为入射端口为j,检测端口为i。记住这 个次序就不会混淆矩阵中每个符号的含义。反射表示为i=j,传输表示为i≠j,因此,对于一个n端口的网络,就有n的平方个参数值,将这些数值列在一起就 组成了S参数矩阵。S参数是两个物理量的比值,因此严格讲是没有单位的,但通常当表示幅值的S参数时,一般按对数的算法,最终用dB来表示,表一是dB和衰减比值之间的关系。我们先用二端口网络来了解S参数矩阵中的数值在理论上如何得到的。图三为测量二端口网络前向S参数时的微波功率传输示意图。入射能量(a1)输入到端口 1,有一部分能量(b1)被反射回来,另外一部分能量(b2)输出到端口2。S参数只能在输入、输出端口完全匹配的条件下才能确定。测量“前向”S参数时,在输入端施加激励信号,在输出端接匹配电阻。S11=b1/a1=反射功率/入射功率。S11表示在输出端端接匹配情况下的输入端反射系数,通常被称为回波损耗(return loss)。S21=b2/a1=输出功率/输入功率。S21表示在输出端端接匹配情况下的前向传输增益(系数),通常被称为插入损耗(inset loss)。测量“反向”S参数时,在输出端施加激励信号,在输入端接匹配电阻,如图四所示。S22=b2/a2=反射功率/入射功率。S22表示在输入端端接匹配情况下的输出端反射系数。S12=b1/a2=输出功率/输入功率。S12表示在输入端端接匹配情况下的反向传输增益(系数)。刚开始记这些参数时可能有些容易混淆。正向和反向是相对表达上的方便而言的,无源器件一般来说正向和反向的一致的结果。其实,我们牢记住S21表示b2/a1就可以了,其它的就可以类推了。相同的后缀S11,S22表示反射,非常容易记住。我们可以用下面的两个关系式来完整地描述二端口网络的输入,输出和S参数的关系。用图形描述这些关系式如图五所示。单端四端口或更多端口网络的S参数和二端口网络的测量方法类似。在某一端施加激励信号,其它所有端口端接匹配电阻。得到的S参数矩阵如图六所示。四端口网络S参数中,S11,S22,S33,S44分别表示各端口的回波损耗/反射系数。S21,S12,S34,S43表示插入损耗/传输增益。 S13,S31,S24,S42表示近端串扰(near end crosstalk)。S14,S41,S23,S32表示远端串扰(far end crosstalk)。 图七表示了串扰的物理意义。近端串扰表示在某端口施加激励,在相近的一端的另外一个端口耦合到的信号。远端串扰的含义就是在较远的一端耦合到的信号。示波 器指标中有一项通道隔离度其实就是串扰的一种表现。S参数图S参数图可以更加直观地理解S参数的物理意义。S参数图的横坐标表示频率的大小,纵坐标表示幅度或相位的“散射”程度,图八的左图表示S11和S21的幅 值S参数图,右图表示S12和S22的幅值S参数图。 S21和S12表示的二端口网络在不同频率正弦信号作用下的增益,整体上呈现低通特性,随着频率的增加,能量衰减越大,传输到另外一端的能量就越小,这其 实和我们熟悉的示波器前端放大器的频响曲线的含义是一致的。对于频率越高的信号,经过相同的PCB或电缆之后的幅值衰减得越快。 所谓去加重和预加重就是针对传输网络的这种特性补偿高频衰减的一种解决办法。 S11和S22则恰恰相反,随着频率的升高,反射回来的能量就越大。TouchStone文件TouchStone文件是一种被用于各种仿真软件的标准格式的文件,仿真软件中调用此文件来代表一个器件或电路。 TouchStone文件名都是以.snp为后缀名。n表示端口数。.s2p即表示一个2端口网络。 s4p表示4端口网络。图九是一个二端口网络的TouchStone文件的实例。该文件是一个纯文本文件,可直接用记事本打开。 二端口网络的S参数总共有9列,按频率,幅值S11,相位S11,幅值S21,相位S21,幅值S12,相位S12,幅值S22,相位S22的次序排列。 频率按由小到大的从上往下排列,中间的间隔没有严格规定,但必须按从小到大的顺序。 值得注意的一点是,用VNA测量得到的TouchStone文件中,没有DC点,即没有0频率,是不能直接被仿真软件调用的,需要进行编辑,补充0频率及 相应的S参数数值,但使用SPARQ测量,产生的TouchStone文件可直接被仿真软件调用。该实例中,第一行中的dB表示复数的表达形式,这里的 dB表示幅值单位是dB,相位单位是角度。文件中的这个位置上如果显示是MA,则表示幅度和相位都用实际的数值表示。 R50表示匹配的参考电阻是50欧姆。

    时间:2018-11-13 关键词: s参数 sparq系列 网络分析仪

  • 网络分析仪如何使用网络分析仪调试矩阵

    网络分析仪是在四端口微波反射计(见驻波与反射测量)的基础上发展起来的。在60年代中期实现自动化,利用计算机按一定误差模型在每一频率点上修正由定向耦合器的定向性不完善、失配和窜漏等而引起的误差,从而使测量精确度大为提高,可达到计量室中最精密的测量线技术的测量精确度,而测量速度提高数十倍。  原理  一个任意多端口网络的各端口终端均匹配时,由第n个端口输入的入射行波 an将散射到其余一切端口并出射出去。若第m个端口的出射行波为bm,则n口与m口之间的散射参数Smn=bm/an。一个双口网络共有四个散射参数 S11、S21、S12和S22。当两个终端均匹配时,S11和S22就分别是端口1和2的反射系数,S21是由1口至2口的传输系数,S12则是反方向的传输系数。当某一端口m终端失配时,由终端反射回来的行波又重新进入m口。这可以等效地看成是m口仍是匹配的,但有一个行波am入射到m口。这样,在任意情况下都可以列出各口等效入射、出射行波与散射参数之间关系的联立方程组。据此可以解出网络的一切特性参数,如终端失配时的输入端反射系数、电压驻波比、输入阻抗以及各种正向反向传输系数等。这就是网络分析仪的最基本的工作原理。单端口网络可视为双口网络的特例,在其中除S11之外,恒有S21=S12=S22。对于多端口网络,除了一个输入和一个输出端口之外,可在其余一切端口都接上匹配负载,从而等效为一个双端口网络。轮流选择各对端口作为等效双口网络的输入、输出端,进行一系列测量并列出相应的方程,即可解得n端口网络的全部n2个散射参数,从而求出n端口网络的一切特性参数。 图左为四端口网络分析仪测量S11时测试单元的原理示意,箭头表示各行波的路径。信号源 u输出信号经开关S1和定向耦合器D2输入到被测网络的端口1,这就是入射波a1。端口1的反射波(即1口的出射波b1)经定向耦合器 D2和开关传到接收机的测量通道。信号源u的输出同时经定向耦合器D1传到接收机的参考通道,这个信号是正比于a1的。于是双通道幅度-相位接收机就测出b1/a1,即测出S11,包括其幅值和相位(或实部和虚部)。测量时,网络的端口2接上匹配负载R1,以满足散射参数所规定的条件。系统中的另一个定向耦合器D3也终接匹配负载R2,以免产生不良影响。其余三个S 参数的测量原理与此类同。  在实际测量之前,先用三个阻抗已知的标准器(例如一个短路、一个开路和一个匹配负载)供仪器进行一系列测量,称为校准测量。由实测结果与理想(无仪器误差时)应有的结果比对,可通过计算求出误差模型中的各误差因子并存入计算机中,以便对被测件的测量结果进行误差修正。在每一频率点上都按此进行校准和修正。测量步骤和计算都十分复杂,非人工所能胜任。  上述网络分析仪称为四端口网络分析仪,因为仪器有四个端口,分别接到信号源、被测件、测量通道和测量的参考通道。它的缺点是接收机的结构复杂,误差模型中并未包括接收机所产生的误差。  网络分析仪广泛应用于调频广播、电视、CATV、通信(迅)、雷达等设备中的天馈系统测试及高校射频微波教学实验。 经选配能对50Ω、75Ω、100、150Ω、230Ω、300Ω等不同特性阻抗系统进行测试。 时域故障定位功能 ,能迅速确定天馈系统中同轴电缆的故障位置,测量范围为0-120米,定位准确,长度10m定位精度为±3mm,长度30m定位精度为±1cm. 配有相应的测试附件(阻抗变换器、并分电桥...)能满足同轴电缆、双绞线、同轴边接器等传输线的特性阻抗、插损、时延、相移等参数测试,并能检测射频电缆的泄漏和屏蔽性能。 配备相应的探头,能测量有关液体、平面固体、粉沫等形态物质的介电常数。

    时间:2018-10-23 关键词: 调试矩阵 网络分析仪

  • 述评SPARQ系列网络分析仪之一:SPARQ概述

    一、什么是SPARQ?很多人在问,为什么要将这个产品命名为SPARQ? SPARQ是S-Parameter Quick的简称——意为快速测量S参数。 SPARQ是不同于市场上已有的VNA和TDR的一种新型仪器,是力科在信号完整性测量领域的又一创新产品。 SPARQ是所有希望摆脱使用传统VNA的苦恼(极其繁琐的校准过程)的工程师们的福音!是所有想买VNA但又没有足够的预算的公司的福音(VNA实在是贵得“咬牙”)! 力科带来福音,是因为力科听到了工程师的声音,知道了工程师的“痛”!那么,到底什么是SPARQ? SPARQ是一键操作式40GHz,4端口信号完整性网络分析仪,是信号完整性工程师以一种经济型投入测量S参数的新型仪器。 “经济型投入”是什么意思? 当我刚说完这句话,关心预算的老板马上会追问我。 40GHz,4端口的VNA是多少钱? 20多万美元? 我的天啊,金融危机还没有真正结束,哪能花这么多就为了测量S参数啊!“SPARQ没有那么贵, 40GHz,4端口的SPARQ中国公开价不需要六万五千美元!您不相信吗? 下订单吧!”SPARQ为测量S参数而诞生,但不只是测量S参数。它还是信号完整性工程师解决信号完整性问题的综合工具,它可以同时显示时域和频域测量结果,单模和混模测量结果,可对电缆、夹具都进行去嵌,可进入TDR/TDT的调试模式,并将可做眼图,抖动测量等。二、为什么要研发SPARQ?力科公司一直致力于信号完整性解决方案的实用,丰富和完善。 SPARQ的诞生巩固了我们在信号完整性解决方案上的领导地位,但更是解决了令信号完整性工程师感到“痛苦”的问题。我们首先来回顾一下力科在在SI解决方案上的孜孜追求和丰硕成果。早在1995年,力科就发布了定时抖动测量解决方案JTA,终结了抖动测量的 稚嫩阶段——用模拟余辉来测量抖动。发明的JitterTrack功能更是名噪一时,工程师竞相奔走相告。 JitterTrack至今仍然是时域上抖动测量的最重要的调试工具,是信号完整性测量历史上的经典。 2001年,力科进一步推出了JTA2,在长存储下的抖动分析能力更强了。 2002年,力科发明了连续比特位眼图测量方法,从此终结了传统的一次触发一个比特位的眼图测量方法。如今,连续比特位的眼图测量方法已经成为眼图测量的 “黄金标准”。同年发布的SDA更是一代信号完整性工程师的共同回忆——信号完整性的测量变得如此地强大丰富,但操作又如此地简单! 2005年,力科发布了TDR和S参数测量方案。2006年,力科发明了最具有前瞻性的信号完整性工具Eye Doctor,将“仿真”的一些特点融入到示波器。 2009年,力科的竞争对手才发布了类似于Eye Doctor但功能远不及Eye doctor的软件包,但此时力科已走得更远,发布了Eye DocotrII和SDA II。 ……当我们徜徉在信号完整性领域的辉煌过去时,我们发现,时代变了。信号完整性已不只是信号的测量。在5Gb/s+测试测量时代,我们要预测信号可能会是什么样子从而减少可能会犯的信号完整性方面的错误,因此需要仿真,因此需要测量S参数。 5Gb/s+,不是闹着玩的!SPARQ是为信号完整性工程师而诞生的,但由于其在S参数测量上的天生优越性,它将覆盖所有需要测量S参数的市场。信号完整性(SI)的话题近年来越来越热门。有那么一句流行语到处被引用,“这个世界上有两种工程师,一种是正在遇到信号完整性问题,另外一种 是即将遇到。” 信号完整性不只是测量,也不只是仿真,是仿真和测量的有机结合,这就属于跨学科范畴了,因此真正的SI工程师属于“人才难得”。随着串行数据的普及特别是 串行数据的速率越来越高,信号完整性中涉及到的PCB,连接器,背板,电缆等都已涉及到了微波射频领的概念了,于是SI学科显得更加“交叉”了。信号完整性工程师为避免SI问题,就需要在“方法论”上确保事情第一次就做对了,于是要先进行建模、仿真,然后通过测量来验证设计的性能是否符 合预先的指标要求。随着信号速率的提高,很多建模和仿真越来越必要。 “建模”就需要测量S参数。而VNA作为S参数测量的传统工具,其操作非常复杂。有些公司不得不专门招聘一个微波领域的工程师,就为了能正确地用好VNA 来测量S参数。 如果不招聘这样专门微波领域的工程师,信号完整性工程师们、仿真专家们将不得不花很多时间来学习如何正确使用VNA。很多时候因为操作问 题而不能得到的测量结果,于是浪费了很多时间在VNA这种“测量工具”本身上。力科有采样示波器WE 100H可用来测量TDR,也能用来测量S参数,但其校准过程繁琐,测量的精度也不能满足要求。 因此,我们需要研发一种产品,其测量S参数的操作简单,速度快,同时精度也要足够的高,这个思路的结果就是SPARQ这个创新的新型仪器的诞生!那么,好吧,既然信号完整性工程师要测量S参数,那么我们就要了解目前的S参数测量设备的缺点是什么。 按我们的销售说法是,要知道工程师的“痛”在哪里,从而我们要为治疗工程师的“痛”来设计出有“价值”的产品! SPARQ就是这样的一种为治疗工程师的“痛”而诞生的产品!S参数您需要吗? 那么您就需要SPARQ!

    时间:2018-10-18 关键词: sparq系列 网络分析仪

  • 述评SPARQ系列网络分析仪之二:信号完整性问题与S参数关系

    随着半导体工艺的不断发展,数字信号的速率也愈来愈高,Gbps以上的高速信号已经随处可见。面对高速设计的新领域,硬件设计工程师们需要改 变传统的设计理念,他们需要以更加超前的思维去思考自己将要设计的信号的质量,或许在制定产品设计方案的时候就需要进行调研;需要在设计过程的每一个环节 去思考信号质量问题,如方案设计环节,原理图设计环节,PCB设计环节,测试验证环节等等;需要考虑到系统中的每一个构成成分可能给信号质量带来的影响, 如过孔,电容,电感,阻抗,接插件等等;所有高速设计相关的问题也常被统称为信号完整性(即SI,Signal Integrity)问题,SI是当前硬件设计工程师们的一个最热门的话题之一。和SI相关的两个最为重要的工作是信号完整性仿真和信号完整性测试。信号 完整性仿真是指使用仿真软件将芯片、信号传输链路的模型连接到一起,进行初步的信号质量的预测,信号完整性仿真中一个最为重要的模型是S参数模型,它常被 用来模拟传输线、过孔、接插件等的模型,在仿真之初S参数常常是通过电磁场仿真软件等仿真的方法获得,然后再用相应的测试仪器如TDR、VNA以及力科新推出的新型专用于信号完整性领域的信号完整性网络分析仪SPARQ等进行测试验证。S参数模型贯穿于整个信号完整性分析过程,它是一切信号完整性问题的心脏。一、信号完整性的基本概念SI(Signal Integrity)是指传输系统在信号的传输过程中保持信号的时域和频域特性的能力。在理想情况下,信号在传输过程中不应该发生任何的变化,但是真正理想的传输通道是不存在的,实际情况是信号经过一个非理想的传输通道后会发生各 种各样的信号完整性问题。从信号质量角度考虑,主要有过冲、下冲、振铃、反射等,信号质量问题会导致接收端芯片错误的判别接收到的信号的逻辑特性,如将0 电平误认为是1电平,从而出现数据传输错误,另外一方面是时序问题,主要表现为数据和时钟之间的时序关系,如接收端的时钟信号和数据信号不满足建立时间和 保持时间。概括来说,信号完整性问题主要表现为两个方面,一是信号质量问题;二是时序问题(主要是建立时间和保持时间)。1、信号质量问题2、时序问题建立时间是指在时钟沿到来之前的一段时间内数据必须要保持有效状态(即高电平有效或者低电平有效),时钟沿和数据开始有效之间的这段时间即为建立时间值;保持时间是指在时钟沿之后数据还必须保持一段有效状态的时间,时钟沿和数据开始失效之间的时间即为保持时间值。当前高性能示波器中都集成有建立时间和保持时间的专用测量参数,如下图所示的Lecroy示波器中的建立时间和保持时间测量示例。二、如何解决信号完整性问题当前信号完整性工程师面对信号完整性问题主要有两个方法,一是信号完整性仿真,二是信号完整性测试。测试的目的的一方面是验证系统最终的信号完整性性能,二是验证仿真结果的准确性。信号完整性仿真是在系统做成实物之前对整个系统进行仿真,系统中各个部分使用等效的电路模型,如下图5的高速背板系统可以等效为图6的模型。芯片使用厂家提供的HSPICE模型或者IBIS模型来等效,通道(包括接插件、过孔、传输线等)通常使用S参数模型来等效。通道的S参数模型可以通过仿真软件提取得到,在完成实物以后,再使用测试方法进行S参数的测试验证以及系统整体性能的验证,如测试高速信号的眼图、抖动等。由于硬件工程师无法改变芯片的模型,他们能够分析研究的主要是整个链路的通道,而整个链路的通道响应特性可以由S参数来衡量。S参数可以反应通 道中各个组成成分的特性,如损耗、衰减、反射等。因此仿真中S参数的正确性将直接影响到仿真结果的正确性和可信性。因此,在系统完成后对S参数进行测试验 证是非常有必要的。三、S参数可反应出所有的信号完整性问题下图7所示为一个二端口S参数中的S11和S21的基本图示,蓝色的表示S11参数又称为回波损耗,粉红色的表示S21系数又称为插入损 耗,S11表示信号经过通道后的反射情况,S21表示信号经过通道后的损耗情况。从图中可见,随着频率的升高(S参数曲线的横轴表示频率,纵轴表示幅 度),反射越来越强(S11曲线越接近0dB),损耗越大(S21曲线下降的越大)。反射越强表明系统的匹配可能没有做好,通道损耗过大表明走线可能太长 了,曲线不平滑则表明通道的阻抗连续性不是很好等。四、S参数的测量S参数通常使用TDR(时域反射计)或者VNA(矢量网络分析仪)来测量,但这两者都比较昂贵。尤其是VNA,因为其主要用于微波领域,包含有很多具有微波特性的功能,因此价格往往比较贵,且功能复杂,操作校准都需要一定的专业知识才不容易出错,而信号完整性领域的S参数测试则完全不需要具有很多功能的VNA或者TDR。力科公司最近推出一款全新概念的专用于信号完整性领域的S参数测量的仪器,叫SPARQ,即信号完整性网络分析仪,用一句话概括即:SPARQ是一键操作式40GHz,4端口信号完整性网络分析仪,是信号完整性工程师以经济型投入并能够快速、方便、准确的测量出S参数和TDR的一种新型仪器。这款仪器非常适合于广大信号完整性工程师使用。

    时间:2018-09-04 关键词: 信号完整性 s参数 sparq系列 网络分析仪

  • 述评SPARQ系列网络分析仪之八:SPARQ 动态范围

    本文将讨论信号完整性网络分析仪SPARQ动态范围以及考虑一些关键指标的影响,并和竞争对手的两种时域测试设备在动态范围和关键指标进行了深入比较,提供了推导过程并通过实验结果来验证计算的准确性。动态范围任何基于TDR测试设备的动态范围都可以通过下面这个公式计算:此处:•f:频率(GHz)•T:用来平均的整体时间公式中的一些参数在SPARQ中的对应数据如下表:SPARQ的1次采样是250次/S硬件平均后的结果,包含3种模式:预览模式(1次采样平均)、正常模式(10次采样平均)、增强模式(100次采样平均)。Note[2]:在公式2中,线缆损耗被当作外部线缆被忽略,这是由于线缆标准一般是用户自定义,所以动态范围以设备端口的典型值来定义。影响动态范围的因素在动态范围公式[1] 中,有几个影响较大的因素需要讨论。第一当然是公认的一些因素。相对于频率,动态范围会以20dB/每10阶(或6dB/每8阶)的程度下降,器件频率变 化时需要注意动态范围下降的影响。如果整个波形被看做一个脉冲,则这个影响可以被忽略。它的影响可以被描述实际阶跃响应的表达式P(f)抵消。我们普遍的共识是,动态范围强烈依赖于步进大小。每次步进幅度的倍增会让动态范围以6dB的大小上升,尽管高频成份在P(f)被描述(但是并不涉及脉冲发生器和采样器反应的不同之处)。动态范围与随机噪声、线缆和夹具的损耗成正比关系,但是可以通过高采样率来补偿。实际采样率(或者说一次采样等待时间减小)的倍增会使动态范围以3dB的幅度上升(采样率10倍增使动态范围以10dB的幅度增加)。在公式中,分母部分的表明,捕获时间的长度会对动态范围有比较大的影响。因为平方的原因使其对动态范围的影响是2 倍的关系。一个影响是噪声会被引入采样中。对于实际信号而言,测试捕获的波形只是其中一部分,而噪声则会影响到整个捕获过程。随着捕获时间的增加,信号中 噪声的量级并不会增加。Frac说明了去噪算法,提供了对采集区域限制也包含了信号对这种影响的抵消。第二个影响因素是均值。更长的捕获需要更长时间的采 样。现在一些更复杂的考虑则并非公认的。首先是噪声频带限制的影响(fbw)。很多情况下,在等时间采样范围内的噪声是白噪声。如果主要的噪声来源于 ADC的量化影响,则以上表述就尤其正确。这就意味着全部噪声能量是符合乃奎斯特定律。这种情况下,fbw=且 忽略这些项目。这种状况下,动态范围完全依赖于等时采样率。这样似乎与正常的想法不一样,一般来说增加采样率会导致更多的噪声以至于超出了感兴趣的频谱范 围,但是这个影响是完全可以通过捕获时间增加来消除,因此采样数量的增加是能够被平均的。当走线噪声是在规范定义的带宽限制内时(这也是大多数的情况), 动态范围事实上可以通过来计算,当然看起来似乎是不合规律的,但你需要考虑到这个频率限制是符合乃奎斯特定律的,同时捕获不必要过采样(当然这是理论上的,而不是实际上的运算考虑)。为了取得在限制带宽和非限制对噪声的影响,必须要使用这种调整来比较。SPARQ动态范围技术SPARQ设计中有几个关键的影响动态范围的方面做了折衷考虑。让SPARQ能够同时满足低成本和易用性,通过使用一个脉冲发生器和2个采样器实现低成本 和易用性,原因是TDR发生器是主要的成本来源。而使用最小工作配置的脉冲发生器/采样器也能够与易用性相吻合。因为单一脉冲发生器和采样器必须要能够在 测试时与每一个SPARQ的端口相连接,这就需要一个高频率的开关装置,这个开关设备能够将测试设备校准到内部的标准参考面而不需要多次的连接和断开的动 作。这个内部校准能力可以实现更简单方便的操作。这个能力也是SPARQ动态范围较大的一个标签,因为开关系统增加了整个系统的损耗,更重要的是它增加了 长度。正如我们在动态范围公式中看到的,设备中内部脉冲发生器/采样器和设备前面板端口之间路径的损耗使动态范围减小了2次,因为信号必须要从脉冲发生器产生然 后到端口,中间经过DUT,最后经过端口返回采样器。事实上,这个过程使SPARQ的动态范围下降了7dB。长度是一个更大的因素,因为最终的捕获长度包 含了至少4次的系统增加的额外长度。这将使SPARQ的动态范围下降13dB。所以,总共使动态范围下降了20dB左右。如果设计仅仅到此,那么SPARQ就只是一个廉价的对实际测试没有更大帮助的设备,但事实上SPARQ包含的很多技术指标不仅能有效纠正20dB动态范围的减小,同时也能够提供比其他基于TDR方案的设备更高的动态范围。第一个特点是脉冲发生器/采样器的响应。大部分的TDR系统使用高幅值(250mV)但频率成分比较少的脉冲。SPARQ使用相似幅度的脉冲,但其脉冲响 应却能使40GHz时的动态范围上升12dB。事实上,这个脉冲发生器/采样器的影响直到65GHz时才为0dB. 这个脉冲发生器/采样器是非常高频的。其他的都不能提供类似的脉冲,因为SPARQ的脉冲看起来并不是非常漂亮—它有80%-100%的过冲—在传统的以 视觉检验脉冲响应的TDR应用中显的没有什么吸引力。SPARQ的主要任务是提供S参数和校准时域响应,这些也是动态范围和精确度的需要—超越视觉吸引力 的真实脉冲。总之,通过非平坦脉冲能够使动态范围提升12dB。第二个特点是被力科专利保护的连续间隔采样(CIS)。传统的TDR系统是基于顺序采样,这种采样方式速度慢且来自时基非线性影响也是不能忍受的。一些顺 序采样也可能带来更多的错误。时基非线性不会对动态范围产生负面影响,但可能对精确度产生负面影响。力科的CIS能够提供采样时钟,这个时钟在使用 10MS/s采样5MHz的重复TDR脉冲时产生轻微的偏移。这就允许更高的采样率而不会有时基非线性的问题。CIS不仅有更好的精确度,它也使建立和操 作硬件的快速平均更加简单。相对于其他顺序采样系统而言,采样系统的速度提升能够带来12dB-18dB的动态范围提升。不幸的是,当采样器的采样率提升 时会带来更大的噪声,所以考虑到高采样率下噪声的增加,整体系统的动态范围只能提升6dB. 最后说明的是,由于这个好处很大程度上依赖快速平均,所以设备本身的设计非常重要,要确保平均过程能够真正提升动态范围。测试内容见附录C effect of Averaging最后一个特点是采用Wavelet denoising的数字信号处理技术来消除噪声。这类技术通常用于雷达、图形处理、心电图系统。这类技术的影响很难被量化,但最简单的观察它的影响的方 法是:这种去噪算法消除了在没有反射时捕获持续更长时间时产生的噪声。对于一个比较走线较短的设备,这种处理能增加约10dB的动态范围,对于走线较长的 设备,动态范围的提升更大明显。当设备端口间有更好的隔离时,wavejet denoising技术可以带来远大于10dB的动态范围提升。以上3个技术特点,使SPARQ的动态范围可以提升26dB,这使的SPARQ的动态范围在消除为实现低成本和易用性而产生的20dB下降后,仍能提升6dB。这是噪声的一半或者2倍的频率,无论你想用那种方式。SPARQ动态范围是量化的,下一节中有其参数与竞争仪器设备的比较。注意,可以从表中与竞争仪器设备数据的对比直接计算出最终的动态范围,而且计算结果可以看出无论是精确性还是最终的优化都好于竞争仪器设备。1.使用TEK DSA 8200采样示波器和80E10 TDR模块做40GHz测量的标准2.使用Agilent 86100C采样示波器+54754A TDR模块+PSPL 4020 NLTS +86118A 采样模块做40GHz测量时的标准3.阶跃幅度250mV、150KS/s的实际采样率,-50dB噪声(带宽限制为40GHz),在40GHz时0dB响应,没有模块在端口的损耗,50ns的捕获长度,40GHz频率,10秒的捕获平均,200GS/s等时间采样率,结果会上升到254.注意因为所有的噪声标准都是40GHz带宽下的,所以采用80GS/s的采样率。动态范围方程显示了SNR增加与采样率的关系而不是受带宽限制后噪声的影响。对于带宽限制下的噪声,设置采样率实际上是2次带宽限制。5.使用45ns作为捕获长度,尽管标准是50ns,一半被用作边沿位置。6.尽管CIS是非常快的,但只有25%的采样被使用,因为CIS需要200ns脉冲重复周期。CIS的其他优势是线性时基,但是这个有点在动态范围中不能被量化7.在乃奎斯特定律下,100GHz时会有-46dBm的白噪声,当带宽限制到40GHz时,会有4dB的提升---测试验证的数据8.370uV的典型标准小于有效保证结果的470uV标准9.标准规定50GHz带宽限制时是700uV,所以当带宽限制为40GHz有1dB的提升10.增益的提升是由SPARQ所发脉冲的过冲产生,实际的脉冲频率响应在65GHz为0dB11.规格书标明4020产生200mV阶跃幅度等于输入门限幅度12.线缆和开关的损耗减轻了内部校准的负担13.SPARQ 3.6ns的电信号长度需要额外的14.4ns的捕获。校准补偿单元需要额外的捕获长度中的时间平均和噪声14.专利等待中,保守估计,10%的波形实际上包含反射15.这个数据可以从tek的规格书中找到。Tek显示40GHz时,250次平均得到45dB。这个平均是10秒的平均,(带长度credit),是210次平均能增加1dB16.Agilent 显示了32GHz 64次平均下为20dB。我们比较40次平均,但考虑到电信号模组到端口的长度,我们比较56次平均。同过实际测量(40GHz时),这个数值会再下降 2dB,实际的动态范围为18dB。我们无法解释这里的31dB与agilent标准所提供的18dB之间所出现的这种偏差。

    时间:2018-08-30 关键词: 动态范围 sparq系列 网络分析仪

  • 述评SPARQ系列网络分析仪之七:爱上SPARQ的八大理由(下)

    爱上SPARQ有八大理由:1,40GHz,4端口2,一键操作,内置OSLT校准3,价格只有传统VNA的一小部分4,能直接用于仿真的S参数5,实时进行时域观察,仿真和分析6,支持TDR/TDT模式7,去嵌入能力8,小巧轻便,坚固耐用4,能直接用于仿真的S参数前面我们曾谈到,SPARQ区别于VNA的重要差别是,SPARQ测量出来的S参数可以直接用于EDA仿真软件。可直接用于仿真软件的S参数需要具备以下特点:(1),遵循三大S参数特性原则:无源性(Passivity),互易性(Reciprocity),因果性(Causality)。VNA产生的S参数由于不遵循这三个特性的原则,需要另外的软件来做这三个原则的检查验证之后才能用于仿真。SPARQ的设置界面中可以使能或禁止三个特性的验证功能,如图五所示。图五 S参数三大原则验证设置界面(2),有DC点。 VNA产生的S参数不带有DC点,需要另外的方法测量出DC时的S参数值。SPARQ测量的S参数带有DC点。(3),工程师处理差分信号需要混合模式S参数。但VNA不能提供混合模式的测量结果,需要软件的支持(例如:PLTS)。SPARQ则有标准的混合模式S参数测试功能,可在菜单中进行轻松的设置,如图六所示。图六 混合模式S参数设置设置(4),S参数以touchstone文件格式保存。这VNA和SPARQ测量的S参数都具备这个特点。5,实时进行时域观察,仿真和分析SPARQ可以非常方便地利用测试出来的S参数仿真在时域上的阶跃响应,脉冲响应结果,Z参数结果等。图七表示为SDD11的阶跃响应。图八表示为SDD11的脉冲响应。图七 SDD11 S参数及阶跃响应图八 SDD11 S参数及脉冲响应6,支持TDR/TDT模式SPARQ带有TDR模块(脉冲产生器)和TDT模块(采样器)。TDR模块可以产生6ps的快沿信号。在图九的设置界面中,用户可以直接控制SPARQ从指定的端口发送和采样该快沿信号。 TDR/TDT1表示为端口1(可以设置为其它端口)的入射和反射波形。TDR/TDT2是表示为端口2(可以设置为其它端口)采集到的6ps快沿经过被测物传输后的时域波形,该波形也可以是相邻信道串扰的波形。该模式下可快速定位微小的、间歇性的、孤立的问题,可确认是否连接良好。7,去嵌入能力图十 SPARQ测量S参数的系统框图8,小巧轻便,坚固耐用SPARQ正面看上去是长方形,长33cm, 宽17.8cm。直视看下去是正方形,边长33cm。SPARQ重量只有7.711kg。 相比于笨重的VNA,SPARQ小巧轻便,坚固耐用,可以轻松移动到需要的位置。

    时间:2018-08-06 关键词: sparq系列 网络分析仪

  • 述评SPARQ系列网络分析仪之四:关于S参数(下)

    三, 直接用于仿真的S参数的特性不是任何S参数文件都可以直接用于仿真软件。 SPARQ区别于VNA的一点是,SPARQ测量出来的S参数可以直接用于仿真软件。 我们知道,可直接用于仿真软件的S参数需要具备以下特点:1,遵循三大S参数特性原则:无源性(Passivity),互易性(Passivity),因果性(Causality)。VNA产生的S参数由于不遵循这三个特性的原则,需要另外的软件来做这三个原则的检查验证之后才能用于仿真。 2,有DC点。 VNA产生的S参数不带有DC点,需要另外的方法测量出DC时的S参数值。 3,对于差分信号系统,需要混合模式S参数。VNA不能直接产生混合模式S参数。 4,S参数以touchstone文件格式保存。作为世界上第一台信号完整性网络分析仪SPARQ产生的S参数具备以上这些特点,可以“拿来就用”,直接用于仿真。· 无源性(Passivity)对于一个无损网络,S矩阵是一个单位矩阵,因此,对于二端口网络存在下面的关系式:由于没有损耗,所有散射的总量应是100%。当S21(S11)大的时候,S11(S21)就会小一些,这从前面的S参数曲线可以看出来。对于无源的二端口网络,因此,一个无源器件的S参数不会大于1(0dB)。VNA测量的S参数结果如果没有经过软件进行无源性验证,其S参数值会出现出现大于0dB的情形,不能直接用于仿真软件。表示为功率散射比,这个值越小,说明损耗越大。· 互易性(Passivity)如果一个器件是可交换方向使用,而不是单相的如隔离器、环行器,S矩针是对称的,因此,Sij=Sji。· 因果性(Causality)所谓因果性就是先有激励才有输出。对于无源系统S参数,由于信号的传输一定会产生一定的延时,因此无源系统的S参数应该是符合因果性原理的,但实际测得的S参数往往会由于种种原因产生一定的非因果性。很多信号完整性仿真软件需要符合因果性特征的S参数,否则仿真时可能会产生发散现象,导致不正确的仿真结果。四,混合模式的S参数差分传输系统早已成为高速信号系统传输的主流。如果差分传输线的距离很近,差分线之间能很好的耦合,差分信号是完全对称, 任何引入的噪声对两条差分传输线的的影响是相同的,那么在芯片的接收端,由于减法运算,引入的共模噪声就被消除了。然而,实际的差分系统并不是完美的,构 成差分信号的两个单端信号本身的不平衡,两个通道的长度不相等,耦合不紧密等都会导致能量由差模向共模转换。由于实际的差分信号总是由差模信号和共模信号 组成(),单端的四端口S参数矩阵并不能提供关于差模和共模匹配和传输的有洞察力的信息。因此,1995年提出的混合模式S参数成为评价差分传输系统的重要工具。我常说,各种各样的串行数据标准描述的都是关于“两根线”的故事。如果不是用来传输差分信号,这“两根线”组成的是一个单端四端口的网络,单端四端口S参数矩阵描述了每个端口受到激励分别有什么样的响应。如果是用来传输差分信号,这个单端四端口网络就可以理解为了一个差分二端口网络,如图十所示,混合模式S参数从物理意义上理解正是描述了成对的两根线对两个信号之和(共模)和两个信号之差(差模)的分别有什么样的响应。图十 混合模式S参数测量单端四端口S参数和混合模式S参数之间是可以相互转换的,如图十一所示。因此通过测量单端四端口的S参数来推导出混合模式的S参数。图十一 单端四端口S参数和混合模式S参数之间的转换混合模式S参数矩阵四个象限中包含了四种类型的混合模式S参数。第一象限以Scc开头的表示共模S参数,第四象限以Sdd开头的表示差模S参数。 其它两象限的Sdc表示差模向共模的转换,Scd分别共模向差模的转换。如果这两根线有很好的对称性,Sdc和Scd为零,表示差模和共模是完全独立的。 Sdd21表示差分端口1到差分端口2的差模增益,其它符号的含义类推。用混合模式S参数表示两端口差分系统的输出和输入之间的关系式如下:bd1表示1端口的差分输出,ad1表示1端口的差分输入。五,S参数的测量方法S参数的测量方法有两种,一种是基于扫频测量的原理(VNA),另外一种是基于快沿阶跃响应的原理(TDR,SPARQ)。图十二是VNA的原理框图,主要包括以下部分: (1)激励信号源:提供感兴趣的频率范围内的入射信号;(2)信号分离装置:含功分器和定向耦合器,分离出入射,反射和传输信号;(3)接收机:对被测件的入射,反射和传输信号进行测试;(4)处理显示单元:对测试结果进行处理和显示。图十二 VNA的原理框图VNA的测量过程中会产生六大系统误差:(1)与信号泄露相关的方向误差;(2)与信号泄露相关的串扰误差; (3)与反射相关的源失配;(4)与反射相关的负载阻抗失配; (5)由测试接收机内部的反射引起的频率响应误差; (6)由测试接收机内部的传输跟踪引起的频率响应误差。因此在使用前需要进行严格的校准。正确的校准是使用VNA的一个难点。 VNA测量出来的S参数是否有错误并不能通过VNA直接能检查出来,只有导入仿真软件仿真出结果发现有问题时可能会怀疑是S参数测量有问题,再返回来检查 VNA校准,VNA测量时的操作有没有错误。但SPARQ由于有时域分析能力,可以立即查看当前测量出的S参数的时域响应是否合理。理论上来说, 任何信号在时域和频域上是一一对应的,而且是可以相互转换的。这为基于阶跃响应的时域TDR/TDT方法测量S参数提供了可能。图十三表示采用TDR /TDT方法测量S21,S12的原理。ST-20是力科公司采样示波器件WE100H上的TDR模块,可以产生ps级的快沿并可作为20GHz带宽的采 样头。假设Channe2为端口1,Channle3为端口2,Channel 1产生快沿信号作为入射波经过PCB走线后由Channel3接收该信号。入射的快沿信号和采样到的信号都可经过FFT变换分解成从一定频率范围的信号, 经过计算得到频域的S参数。图十三 基于TDR/TDT方法测量S参数其实在谈到VNA和TDR两种方法测量S参数的区别时,我们会自然联系到示波器的前端频率响应曲线的测量方法。 我们可以通过传统的扫频描点的方法(调节正弦波信号源的频率,然后分别测量不同频率时示波器测量到的峰峰值)来测量频响曲线,但也可以通过快沿信号输入到示波器,对采样到的快沿信号做FFT的方法来快速简便地测量频响曲线。 这两种方法测量示波器频响曲线的原理上的区别和测量S参数的两种方法的区别是一个道理。近些年来三个仪器厂商基于TDR 原理测量S参数的实践证明了两种测量方法的符合度非常高,如图十四所示为两种方法测量的S参数的结果对比。但基于TDR的方法存在有动态范围不太高的缺 点。SPARQ测量S参数源于TDR的原理,但通过专利算法在提高动态范围上获得突破,而且在一键操作实现自动化校准方面的创新,具备时域分析能力和S参 数文件可以直接被SI仿真软件调用等特点使得SPARQ成为信号完整性工程师测量S参数的首选仪器。图十四 VNA和TDR方法测量的S参数一致性很好

    时间:2018-08-01 关键词: s参数 sparq系列 网络分析仪

  • 早期的网络分析仪

    网络分析仪的历史几乎都是由HP创造的。 1950年HP制造出了805A,这是一台运行在VHF(30MHz~300MHz)的同轴桥,第一次同时提供了阻抗幅度和相位角度的直观读数。 HP803AVHF桥 803A利用了Byrne-bridge的原理,同时控制两个探测器,一个对电场采样,而另一个对磁场采样。每个探测器都通过电阻到地。电压通过电阻施加到Slotted-line的两端。阻抗幅度由两个探测器的位置决定,当通过电阻的电压调整到相等Slotted-line有一点的电压彼此抵消,Slottedline该抵消点的位置则是阻抗相位角度,该抵消点由一个可移动的探测器检测。 803AVHF桥,需要外部的RF信号源和一个灵敏的VHF接收机,可以在55~500MC范围内测量阻抗幅度和相位角度。阻抗直读为欧姆,相位角度直接在100MC显示,很容易通过计算得出其他频率的相位角度。阻抗的范围是2~2000欧姆。 要求的辅助设备: 操作803A的需要一个外部的信号源和外部的检测器。 信号源:RF信号源必须具有AM功能,输出至少1mW。HPVHF信号发生器可以满足。608B频率范围为10MC~400MC,612A频率范围450MC~500MC。 接收机:和桥一起使用的检测器作为接收机灵敏度至少达到比最小输入信号(1mW)低的90dB。417AVHF检测器可以满足要求。 第一套网络分析仪。从左到右:608BVHF信号源,803AVHF桥,417AVHF接收机 接收机表,BoontonRadio设计的仪器 另外一个早期网络分析仪榜上有名的有趣仪器是250Rx表。重要原因有二:从技术角度看,它是另外一种早期计算元件实部和虚部的方法。从商业角度看,250Rx表不是HP的原始设计,是壮大中的HP在50年代末期买下其他公司的最早例子之一。HP在1959年收购了BoontonRadio公司(BRC),一家因设计了大量优秀RF仪器而备受尊重的公司,250ARx表便是代表之一。HP卖出了许多BRC的仪器,甚至到60年代末HP自己的型号出现时还有几种仪器(202J,202H,207H,250A)在售。(250B就是HP在1968年重新设计并升级的仪器。) 左,250A,右250B “S”参数之前 在晶体管诞生10周年后,和250ARx表一起配套使用的一个有趣附件被制造出来,一个非常早期表征晶体管参数的工具之一。附件的适配器包括外部电源的偏置滤波器和3个用于测量Yoe,Yib,Yie的独立的插件电路板。 Yoe=输出准入,带有输入电路短路的共发射机配置 Yib=输入准入,输出电路短路的共基极配置 Yie=输入准入,输出电路短路的共发射机配置 这个解决方案满足了直到50年代末期的晶体管测量。这一时期晶体管的性能和可用的频率范围远远低于Rx表250MHz的上限频率。频率高于100MHz,Y参数将会变得很难测量,因为很难获得良好的短路,开路,并且短路经常引起器件振荡。 60年代初晶体管的性能越来越强导致了工业使用细微的差分参数,“S”参数或散射参数,很容易测量到100MHz以上。由于HP在1966年推出了1GHz的矢量电压表8405A,使得“S”参数成为工业标准。

    时间:2018-07-18 关键词: 同轴桥 网络分析仪

  • 述评SPARQ系列网络分析仪之六:爱上SPARQ的八大理由(上)

    “告诉我, 我为什么要买你的SPARQ,而不是买VNA? ” 如果您这样问我,对不起,也许我会反问您,您的真实的测试需求是什么? 我想说的是,SPARQ是满足信号完整性市场的最好的S参数测试仪。如果您是类似于华为,中兴,联 想,Foxconn,HP,Dell,Cisco,Intel, nVIDIA, Xillinx,LSI等这些从事高速信号设计相关的IC厂商或系统厂商,如果您是类似于molex, Tyco, Amphenol等从事连接器或Cable的厂商,您将会选择SPARQ。通过在发布之前部分典型客户试用和发布后一个多月时间内的好评如潮,我们坚信,SPARQ必将引爆流行,因为它有独特的价值,这种价值是您无法忽视 的! 下面是SPARQ发布之初就试用评估过我们SPARQ的一些典型公司,如果您和这些公司从事的信号领域一致,恭喜您,您将有机会用到SPARQ!相反,我实在想不出对于这类客户有足够的理由能说服自己去购买超贵而且不好用的VNA而不是购买SPARQ,除非客户实在是太有钱也太有时间了!图一 SPARQ的典型客户爱上SPARQ的理由是什么? 或者说SPARQ的价值在哪里? 又或者说SPARQ的市场定位是什么? 本文将分上下两篇做SPARQ的价值陈述。SPARQ的首要价值定位就是我们在SPARQ系列述评之一中总结的那句话: SPARQ是一键操作式40GHz,4端口信号完整性网络分析仪,是信号完整性工程师以一种经济型投入测量S参数的新型仪器。如果一定要我扮开指头,细数SPARQ的好处在哪里,那么我想说的是,爱上SPARQ有八大理由: 1,40GHz,4端口 2,一键操作,内置OSLT校准 3,价格只有传统VNA的一小部分 4,能直接用于仿真的S参数 5,实时进行时域观察,仿真和分析 6,支持TDR/TDT模式 7,去嵌入能力 8,小巧轻便,坚固耐用1,40GHz,4端口越来越快的信号速率,越来越高的带宽要求。 40GHz,这不仅能满足当前的PCI-Express Gen2,SATA Gen3,SAS Gen2,10GE等高速信号标准的需要,甚至可以有一定的前瞻性地满足未来若干年的测试需要。如果您在三年前买过二端口的VNA,您一定很后悔当年没有买4端口。二端口的用途在信号完整性领域实在是太有限了! “笨蛋,问题是经济!” 这句流行语帮了民主党前总统克林顿赢得总统大选。 我想改用说,“上帝啊,关键是差分信号测试!” 1对差分信号的输入+输出就相当于4个单端端口。 您需要测量混合模式S参数,但是您曾经购买的二端口的VNA干不了这个活啊!2,一键操作,内置OSLT校准一个新员工上班的第一天,老板逐个介绍老员工,在介绍Steven时,老板说,“他会使用VNA!” 显然,在老板的心中,会使用VNA是很高深的人,甚至就象会使用仿真软件进行建模和仿真一样。但从另外一个方面,我们也知道,仪器作为一个工具,不应这么难用,应降低学习的门槛。 SPARQ是一个普罗众生的S参数测试仪。 老板会说,我们公司的每一个人都会使用SPARQ。图二为SPARQ菜单,点击 “GO”,SPARQ就开始执行校准和测量步骤,在“Preview”模式下只要1分钟就得到S参数结果,在“Norml”模式下也只要4分钟就完成了标准的全方位的S参数校准,无需用户进行任何其它操作,无需重复连接/断开电缆或者转换器,这是一种多么美妙的操作体验啊! 特别是在您对VNA操作的流程慢感到痛苦,对校准过程的乏味无趣感到厌倦,对每次重复的校准过程中总担心电缆没拧紧,反复拧电缆感到烦躁,对校准件丢失丢失感到苦恼的时候,您会想到SPARQ,这种创新是多么地美妙!图三为4端口VNA的手工校准步骤,总共需要58步,可以想见,对于这种复杂的校准过程,如果要得到精确且可重复的一致结果,确实是需要专业水准的人员的,否则可能是每次测量的S参数差别很大。也许有熟悉VNA的朋友会提出质疑,VNA现在也有自动校准的功能了。 但VNA只是一种概念性的自动校准。用户可以购买 “Ecal” 或者 “AutoCal” 模组(如图四所示) ,使用外接设备,通过USB接口与VNA相连来进行校准。但VNA并没有4端口40GHz 的Ecal,只有4端口20GHz和2端口40GHz的Ecal,仅仅是Ecal的价格就需要2万美元左右,而且到其操作手册厚达110页,这种概念性自动校准和SPARQ的一键操作的差别大得很!图三 4端口VNA的校准步骤图四 VNA的电子校准模块3,价格只有传统VNA的一小部分一套4端口,40GHz的VNA价格需要20多万美元,配置本身就很复杂,您需要配置图五示意的全套东西才能达到SPARQ标配所能实现的功能,但仍然无法实现自动化的一键校准。 而SPARQ的价格只有VNA的1/3。有一个可以分享的故事是,在SPARQ发布前,我们中国区同事内部讨论如何针对中国市场宣传时,大家都认为不要象美国给的宣传定位那样。美国方面给SPARQ首要价值定位是:“S-parameters measurements on 4 ports, 40 GHz, at a fraction of the cost of a VNA with single button press operation”,到了中国区这边,我们将“at a fraction of the cost of a VNA”翻译成了“以一种经济型投入”,甚至有同事说不要提到价格,删除这句话。因为中国人买仪器方面比美国人有钱? 倒也不是,可能是我同事们认为买VNA的客户很多都是政府型机构,很有钱,而强调价格便宜反而使中国人的逻辑上认为,便宜是不是产品本身不够好? 会不会带来更大的负面影响? 因此,我曾将价格便宜列为八大理由的第八条,但我为这个问题抽了三支烟,反复思考之后决定,应忠实于SPARQ的全球统一定位。 是的,SPARQ比VNA便宜很多,这本身有什么错吗? 更何况这是一款如此创新的精美而且实用的产品! 如果您追求的指标和测试的本身是要在40GHz以上仍满足60dB以上的动态范围,请选择VNA。否则,在您问您的内心是否真的需要那样高的动态范围,但得到的是否定的答案之后,您会毫不犹豫地拥抱SPARQ。 而对于象图一上显示的那些类型的客户,其应用是SPARQ完全能够满足的。 我们将有更多的文章说明SPARQ的动态范围和如何验证SPARQ测量结果的准确性。敬请期待!

    时间:2018-07-16 关键词: sparq系列 网络分析仪

  • 述评SPARQ系列网络分析仪之五:VNA用户的真实故事

    史蒂夫是设计背板的信号完整性工程师。他的工作是设计背板上承载特定速度信号的印制电路板。具体来说就是分析背板上一块子板通过连接器到靠近另外一块子板的连接器的特定通路信号的完整性。他将微波理论的知识应用到单板设计上,这意味着他非常了解他设计的印制电路板上大部分线路的电磁特性。从设计的角度,这意味着什么?这意味着PCB板是多 层板-意味着材料(电介质),意味着板材厚度(铜)。然后他使用传输线仿真器去预测他的板子将发生什么(烧毁的微带线全貌)。他使用这个工具去仿真他单板 的阻抗和损耗特性(电磁等效电路的全貌)。然后他输入所有数据到单板仿真器并且仿真频域特性,典型的就是S参数。然后,如果他有很多预算并且需要把钱花在 关键路径上,他EM仿真 – 这意味这他将执行单板上路径的有限元分析。有时候这些仿真能正常工作,有时候不行。他非常想把这些仿真当成真实的电路情况加以采用,因为他知道进行实际测量性能的难度和成本。在很多情况下,他设 计、仿真和试验去看工作是否正常。有两个主要的原因使得他无法测量 – 其中之一是需要深入掌握如何测量信号的知识。他知道他必须使用某种方式将他的器件和测量仪器连接起来,-另外一个是测量仪器的成本。如果设备仅有两个端 口,那将是一件事,而如果20 GHz是足够的,那将是另外一件事,但是四端口的成本和复杂性到更高频率包括校准的复杂性是会让人很容易气馁的。最近,他们打算忍辱负重去买一台矢量网络 分析仪。史蒂夫不会使用VNA,所以他们新招了一名员工卡尔。卡尔来自于微波领域,过去是微波滤波器设计人员,现在发现信号完整性工程师是一份更好的工 作。这是因为信号完整性是个新兴增长领域并且他们也显示了对他的高度尊重。然而大部分他知道的微波专业知识在信号完整性领域却派不上用场。信号完整性工程 师很自豪他们自己掌握了微波知识,因此将微波领域工程师贬低到很低的位置。卡尔发现他部门的其他信号完整性工程师并不具备他在VNA使用方面的技巧。他们 的确有些时候能做一些基本测量,但要分辨测量结果是否良好却很困难。的确没有指使测量是够良好的标志也不容易区分S参数波形。卡尔想起他被雇佣前的一个故 事:他们试图依靠VNA生成的数据去仿真但过了几周他们发现一些数据是非常差的。卡尔必须学习的一件事是混合模式S参数的概念。当卡尔,作为一名微波滤波 器设计者,过去习惯使用两端口VNA,现在发现差分信号对于他而言是陌生的。有一次他做了测量结果很明显看上去是错误的,直到他发现看到的是单端S参数, 而非差分模式S参数。他以为两者是相同的,但是因为差分信号对看上去是非常不同的。一家公司的销售人员告诉他这是因为他没有做真正的差分测量,但是后来他 发现他的问题仅仅是单端和混合模式的转换。后来他使用了某个软件去做这种转换,但是他必须非常小心在转换时不要犯一点小错误,如果犯了结果将是非常糟糕 的。去年,卡尔做了一些测量结果产生了一些特定问题。他们花费了17万美金购买了一台全新的VNA,这台VNA保存在用门禁卡才能进去的实验室温度控制区。他 可以进实验室,但是其他一些工程师却禁止入内并不是因为VNA如此昂贵,而是因为有人弄坏了其中一个端口的连接头却没有承认。谁知道呢,也许没有人知道它 是否真坏了。赔本底线是他们间歇性得到出错的数据。问题被这样一个事实放大:他们必须将背板移动到实验室其他地方然后产生一堆数据然后再挪动到其他区域。 其中涉及到的困难主要是没有人仔细检查过数据并且数据已经被email到其他人那里。仅仅在一周后错误被发现当他们发现数据在仿真器中不能正常工作,这时 连接器问题才被发现。如果之前有某种方式去检查数据的有效性就好了。尽管VNA出现了这些问题,卡尔依然喜欢VNA。史蒂夫并没有发现卡尔有困难去处理这些问题,但是他听说VNA的确是测量的黄金配置。毕竟这是他们公司最 精确的仪器,也有非常高的动态范围,这对卡尔而言非常重要。今天,史蒂夫收到卡尔的VNA测量结果。非常不幸,这台VNA是由公司位于加州的分公司购买 的,史蒂夫不得不将他的单板寄到卡尔那里,并为测量等上一周。当史蒂夫将数据输入时域仿真器时,他却发现他不能看到时域性能。这时因为仿真器报告了一些无 源冲突。它依然可以生成一个结果,但他非常怀疑结果的可靠性。时域结果看上去并不好,而且他发现计算的点数是1600个而他之前要求的2000个。而且之 前他要求的是查看混合模式数据,但单端数据用以仿真。困惑之余,他发现即使是新采集的数据也不能产生正确的时域性能。他们把问题归咎于直流点。原 来,VNA销售人员的确已经提示过卡尔VNA性能随着频率变化而变化,要尽可能在低频采集数据以避免直流测量问题,这些问题肯定会影响时域精度。两个博士 工程师花了两个小时去标注S参数数据以最终完成时域仿真工作。有一次,卡尔被问到如何提高测量的吞吐率。他说他已经以很快速度采集数据。他将被测器件与他的背板挂钩起来,并演示了VNA扫频和产生S参数的速度是多么 之快。他从保存的目录中回调了校准文件然后很快取得数据。取得S参数数据仅需几分钟时间。按照卡尔的观点VNA是非常容易使用的。但是当卡尔被问到花了多长时间去测量背板上的8条线路时,他说“整个下午”。很显然有一些时间是卡尔遗漏的。他意识到他的大部分时间都花在将背板送进 VNA所在的实验室内,通过痛苦和有时候是不可靠的校准过程以及连接线路。而且,之后还有大量工作去补偿夹具对测量的负面影响,这一直是难以理解的过程。

    时间:2018-07-16 关键词: vna sparq系列 网络分析仪

  • 基于网络分析仪提高低噪放的测量精度

    现在很多单位从事于低噪声放大器(LNA)的设计工作,而且要求LNA有较低的输入功率,有时输入功率甚至小于-60dBm。针对这样的LNA,要想准确地测量它的四个S参数,将变得十分困难。但是合理地设置网络分析仪每个输出端口的功率、中频带宽和衰减器以及高精度校准,就可以准确地测量LNA的四个S参数。这篇论文以安捷伦PNA-X网络分析仪为例,讲述如何提高LNA的测量精度。 1. 低噪声放大器的特点和应用 LNA主要用于微弱信号的放大,放大天线从空中接收到的微弱信号,降低噪声干扰,以供系统解调出所需的信息数据。对LNA的主要要求是:小的噪声系数(NF),即LNA本身产生的噪声功率小,噪声是限制微弱信号检测的基本因素, 任何微弱的信号理论上都可以经过LNA放大后被检测到,因此检测能力取决于信号噪声比;高的增益,具有较好平坦度的高增益不仅可以有效地放大信号,而且可以减小下级噪声的影响;大的动态范围,以给输入信号一个变化的范围而不产生失真;与信号源很好地匹配,在此LNA前端通常是射频无源滤波器,这种滤波器的传输特性对其负载敏感,因此需要有优异的输入输出反射损耗,另外LNA的非线性引起的三阶交调失真也是一个重要的指标。 LNA广泛应用于微波通信、微波测量、雷达等接收系统,是接收机电路中的第一个有源电路,输入端接RF滤波器,输出端接镜像抑制滤波器或直接连接混频器,其主要功能是将来自天线的微伏级电压信号进行放大。作用距离远、覆盖范围大以及失真小等都已成为Radar, E/W, Satellite和GPS系统的普遍追求,这就对系统的接收灵敏度提出了更高的要求,我们知道,系统接收灵敏度的计算公式如下: 由上式可见,在各种特定(带宽、解调S/N已定)的无线通讯系统中,能有效提高灵敏度的关键因素就是降低接收机的噪声系数NF,而决定接收机的噪声系数的关键部件就是处于接收机最前端的LNA,所以如何精准的测量LNA的各种指标参数是尤为重要的。 2. 校准原理 校准的目的是为了消除测试系统中存在的系统误差。必须认识到校准本身也是一种测试过程,即用网络分析仪对已知高精度参数的标准校准件进行测量,网络分析仪测试的结果与系统中存储的校准件参数数据进行比对,两组数据之间必然存在误差,这些误差是由于网络分析仪的系统误差所引起,从而获取网络分析仪的系统误差。这些误差在后续的测量过程中将被消除掉,最终得到被测器件的测量结果。 校准的基本类型有单端口校准,双端口校准,归一化校准还有今年刚刚推出的增强型响应校准(Enhanced Response Calibration)。对于放大器测量,我们常常需要测量正向增益,输入端损耗,输出端损耗和反向隔离度,因此需要双端口校准。双端口误差模型如下: 图1. 前向误差模型。 4. 传统校准与测试 假设低噪声放大器的输入电平要求为-60dBm, 反向隔离度为40dB,工作频段从1.8 GHz到2.0 GHz。 一般情况下,工程师设置网络分析仪:起始频率为1.8 GHz,终止频率为2.0 GHz,功率为-60 dBm,中频带宽为10kHz。完成设置后,按图5所示连接电子校准件(也可以使用机械校准件)进行双端口校准。然后按图6所示连接放大器,进行测量,测试结果如图7所示。可以看出,测试结果抖动非常大,出现了毛刺,这是实际应用中所不能接受的。 图7. 优化前测量结果。 以上12项系统误差,通过双端口校准可以获得。校准后,对被测件进行测量,测量过程得到四个测量S参数S11m,S21m,S12m和S22m。基于图3所示的四个双端口误差修正公式,消除12项系统误差,最终计算出实际需要的被测件的四个S参数S11a,S21a,S12a和S22a。 图3. 双端口校准误差修正公式。 图3四个公式简化为: 注:E12代表12项系统误差,S参数下标a为Actual实际值, m为Measure测量值。 结论:每个实际S参数是四个测试S参数和12项系统误差的函数。因此,要想获得高精度的S参数测量结果,必须保证四个测试S参数的测量精度和12项系统误差的准确度。 3. 网络分析仪系统结构 要想获取高精度的测量结果,必须非常清楚地理解网络分析仪的系统结构。安捷伦最新的网络分析仪PNA-X的系统结构如图4所示 前向测量时,B为测试接收机,A为反射接收机,R1为参考接收机;反向测量时,A为测试接收机,B为反射接收机,R2为参考接收机。两个35dB衰减器为接收机衰减器,用来避免大功率使接收机压缩;两个65dB衰减器为前向和反向源衰减器,改变端口输出功率范围。对应每个端口在后面板都有一个Bias-T直流偏指输入口,对放大器提供直流信号。 四个S参数定义如下: 前向:S11=A/R1,S21=B/R1 反向:S22=B/R2,S12=A/R2 4. 传统校准与测试 假设低噪声放大器的输入电平要求为-60dBm, 反向隔离度为40dB,工作频段从1.8 GHz到2.0 GHz。 一般情况下,工程师设置网络分析仪:起始频率为1.8 GHz,终止频率为2.0 GHz,功率为-60 dBm,中频带宽为10kHz。完成设置后,按图5所示连接电子校准件(也可以使用机械校准件)进行双端口校准。然后按图6所示连接放大器,进行测量,测试结果如图7所示。可以看出,测试结果抖动非常大,出现了毛刺,这是实际应用中所不能接受的。 图5. 校准。& 图6. 测试。 图7. 优化前测量结果。 5. 对传统测试中存在问题的分析及解决方案 1) 校准功率电平比较低 校准是获取高精度测量结果的先决条件,如果校准精度差,绝对不可能得到比较高的测量精度,因此必须尽可能提高校准的精度。上面谈到校准本身也是一种测量过程,即用标准校准件测量网络分析仪自身系统误差。 安捷伦PNA-X内部信号源的功率范围从-30dBm到+13dBm或更高(最大功率输出取决于频段),由于PNA-X有65dB的源衰减器,因此功率电平最低可以到-95dBm。如果手动设置衰减器为30dB, PNA-X源的输出功率范围为从-60dBm到-17dBm。 使用网络分析仪非常重要的一点,如果网络分析仪衰减器不变,校准后,改变功率大小,基本上不影响测量精度。因此校准时,功率可以设置为-20dBm而不是-60dBm,这样可以提高校准精度。校准完成后,把功率设置为-60dBm,以便于满足LNA的测试条件。 完成双端口校准后,直通连接。功率为-60dBm与-20dBm的校准误差对比如图8所示。 图8. 功率不同时校准误差对比。 2) PNA-X端口2输出功率较低 PNA-X缺省模式下,端口1与端口2功率为耦合状态,因此端口2的输出功率也为-60dBm。由于校准为2端口校准,即使屏幕上不测试S12隔离度,网络分析仪后台也在测量S12,因为根据图3的公式或简化公式,放大器S21a需要S12m。网络分析仪在测试S12m时,由于端口2输出电平为-60dBm和隔离为40dB,到达端口1的功率为-100dBm,再经过端口1定向耦合器的15dB衰减的耦合壁到达A接收机的功率为-115dBm。-115dBm接近接收机的低噪,因此S12m的测量精度非常差,从而导致四个实际S参数的测试精度非常差。 网络分析仪的两个端口功率可以设置为非耦合状态,也就是端口2的功率可以与端口1的功率设置不一样。我们可以设置端口1输出功率-60dBm,端口2输出功率0dBm,这样可以保证S12m的测量精度, 从而使得4个S参数测量精度大大提高。 3) 校准时中频带宽值较大 由于校准是为了获得网络分析仪的系统误差,因此校准时,中频带宽建议设置为100Hz,完成校准后,为了提高测试速度,可以把中频带宽提高到10kHz或1kHz,这样的改变并不会明显改变校准的状态和影响测试结果。 解决上面三个问题后,重新进行校准和测量,测量结果如图9所示,可以看出抖动和毛刺现象不见了,测量结果比较理想。 图9. 优化后测量结果。 6. 总结 现代的LNA设计指标越来越好,优异的LNA性能对传统的参数测量方法提出了很大挑战,但是通过合理地设置网络分析仪以及优化校准过程,可以获得较高的测量精度。

    时间:2018-07-11 关键词: 测量精度 低噪放 网络分析仪

  • 基于网络分析仪的矩阵调试

    一个任意多端口网络的各端口终端均匹配时,由第n个端口输入的入射行波 an将散射到其余一切端口并出射出去。若第m个端口的出射行波为bm,则n口与m口之间的散射参数Smn=bm/an。一个双口网络共有四个散射参数 S11、S21、S12和S22。当两个终端均匹配时,S11和S22就分别是端口1和2的反射系数,S21是由1口至2口的传输系数,S12则是反方向的传输系数。当某一端口m终端失配时,由终端反射回来的行波又重新进入m口。这可以等效地看成是m口仍是匹配的,但有一个行波am入射到m口。这样,在任意情况下都可以列出各口等效入射、出射行波与散射参数之间关系的联立方程组。据此可以解出网络的一切特性参数,如终端失配时的输入端反射系数、电压驻波比、输入阻抗以及各种正向反向传输系数等。这就是网络分析仪的最基本的工作原理。单端口网络可视为双口网络的特例,在其中除S11之外,恒有S21=S12=S22。对于多端口网络,除了一个输入和一个输出端口之外,可在其余一切端口都接上匹配负载,从而等效为一个双端口网络。轮流选择各对端口作为等效双口网络的输入、输出端,进行一系列测量并列出相应的方程,即可解得n端口网络的全部n2个散射参数,从而求出n端口网络的一切特性参数。图左为四端口网络分析仪测量S11时测试单元的原理示意,箭头表示各行波的路径。信号源 u输出信号经开关S1和定向耦合器D2输入到被测网络的端口1,这就是入射波a1。端口1的反射波(即1口的出射波b1)经定向耦合器 D2和开关传到接收机的测量通道。信号源u的输出同时经定向耦合器D1传到接收机的参考通道,这个信号是正比于a1的。于是双通道幅度-相位接收机就测出b1/a1,即测出S11,包括其幅值和相位(或实部和虚部)。测量时,网络的端口2接上匹配负载R1,以满足散射参数所规定的条件。系统中的另一个定向耦合器D3也终接匹配负载R2,以免产生不良影响。其余三个S 参数的测量原理与此类同。在实际测量之前,先用三个阻抗已知的标准器(例如一个短路、一个开路和一个匹配负载)供仪器进行一系列测量,称为校准测量。由实测结果与理想(无仪器误差时)应有的结果比对,可通过计算求出误差模型中的各误差因子并存入计算机中,以便对被测件的测量结果进行误差修正。在每一频率点上都按此进行校准和修正。测量步骤和计算都十分复杂,非人工所能胜任。上述网络分析仪称为四端口网络分析仪,因为仪器有四个端口,分别接到信号源、被测件、测量通道和测量的参考通道。它的缺点是接收机的结构复杂,误差模型中并未包括接收机所产生的误差。网络分析仪广泛应用于调频广播、电视、CATV、通信(迅)、雷达等设备中的天馈系统测试及高校射频微波教学实验。经选配能对50Ω、75Ω、100、150Ω、230Ω、300Ω等不同特性阻抗系统进行测试。时域故障定位功能 ,能迅速确定天馈系统中同轴电缆的故障位置,测量范围为0-120米,定位准确,长度10m定位精度为±3mm,长度30m定位精度为±1cm. 配有相应的测试附件(阻抗变换器、并分电桥...)能满足同轴电缆、双绞线、同轴边接器等传输线的特性阻抗、插损、时延、相移等参数测试,并能检测射频电缆的泄漏和屏蔽性能。配备相应的探头,能测量有关液体、平面固体、粉沫等形态物质的介电常数。

    时间:2018-07-09 关键词: 矩阵调试 网络分析仪

  • PLTS软件在网络分析仪做信号完整性测量的必要

      研发工程师一般会使用各种仿真分析软件,所以很多人认为购买4端口高性能网络分析仪足够,不需要多花2万多美金购买PLTS软件,因为他们认为仿真分析软件如ADS已经具备PLTS的功能。   在仿真分析方面,仿真分析软件确实可以替代PLTS,如:TDR参数的转换,眼图/模板的仿真等。但是对于增强测试精度和便捷性方面,仿真分析软件是没法替代PLTS的,特别是用于高速背板测量时。测量高速背板时,校准是非常复杂的,同时又是特别重要的。   图1是典型的高速背板,两边插的是测试夹具,用于连接测试仪器,如4端口网络分析仪。要想精确衡量高速背板的性能,需要把两边的测试夹具的影响去掉,这是一件艰难的而重要的工作。      图1. 高速背板及其测试夹具   校准的方法和精度如图2所示。对于高速背板的测量,时域门,端口延伸,参考面校准,归一化校准精度都不能满足测试要求。用SOLT则只能校准到SMA连接器处,也不能满足测试背板性能的要求,因为测试结果包括夹具的影响。   所以,可用的方法是TRL(或变种的LRM),去嵌去或自动夹具移除。TRL校准采用者较多,但是准确设计TRL校准夹具是一件困难的事情。去嵌入,需要提供夹具的S参数,这个S参数测试同样比较困难,一般只能用仿真软件提取,但是精度又会降低。自动夹具移除方法比较简单,但是只有PLTS软件才能提供。      图2. 校准方法和校准精度   针对这种需求,PLTS提供一个5XP选件,即提供校准方法和指南帮助用户进行高速背板等高速互连的精确测量,主要包括下面3个方面。   1、TRL校准指南。   提供一步步详细的指引,帮助用户详细设计TRL校准夹具,并且当用户的TRL校准夹具制造后,验证制造的夹具是否满足要求。      图3. TRL校准夹具设计指南   2、差分串扰校准指南。   移除测试夹具的两根差分线内的串扰是一件非常困难的事情。这个工具就是帮助用户一步步移除两根线间耦合所导致的测量误差。      图4. 差分线间耦合校准指南   3、自动夹具移除。   自动夹具移除时PLTS独创的一个快速而且精度较高的校准方法。只要把两个夹具对接一下,即可把夹具的影响去除。但是需要2个夹具的SDD21参数比较接近,才能保证测试精度。      图5. 自动夹具移除   小结:   进行高速背板、高速PCB、高速数字电缆、高速数字连接器等高速互连的设计,需要用4端口高性能网络分析仪精确测量其性能参数,PLTS软件在校准方面做了很多的前期工作,使得成为一个必不可少的工具,帮助工程师进行精确的测量和后端分析。

    时间:2018-06-13 关键词: plts软件 信号完整性测量 网络分析仪

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