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SOLT校准和TRL校准
日期: 2016-07-16
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        现在的网络分析仪都具有极强的处理能力和灵活性,针对特定应用的许多校准方法也随之涌现出来。SOLT校准能够提供优异的精度和可重复性,TRL校准则极为精确,在大多数情况下,精确度甚至超过SOLT校准。                         


       探究SOLT校准

大多数网络分析仪用户最先熟悉的校准方法是SOLTSOLT校准能够提供优异的精度和可重复性。这种校准方法要求使用短路、开路和负载标准校准件。如果被测件上有雌雄连接器,还需要分别为雌雄连接提供对应的标准件,连接两个测量平面,形成直通连接。

SOLT校准方法使用12项误差修正模型,其中被测件的正向有6项,反向有6项。图2显示了正向误差项:ED(方向)、ES(源匹配)、EL(负载匹配)、ERF(反射跟踪)、ETF(发射跟踪)和EX(串扰)。操作正确的话,SOLT可以测量百分之一分贝数量级的功率和毫度级相位。常用的校准套件中都包含SOLT标准校准件。这些校准件包括各种连接器类型,并且价格相对便宜,小心使用的话可以用很多年。


有的SOLT校准套件包含滑动负载,因此可改变路径的线路长度,同时保持恒定的负载阻抗(通常为50Ω或75Ω)。滑动负载在高频时尤 为重要,因为在这种情况下很难实施良好的固定负载。线路长度的变化会直接成比例地改变电长度,导致测量路径中发生相移。通过在校准过程中使用几种不同长度 的线路和相应的相移,可以更精确地测量网络分析仪的方向性(图3)。


 


双向直通SOL通常称为“未知直通”。这种方法允许在遵守一些基本原则的条件下,在校准过程中使用电缆、电路板线轨或Ecal模块作 为直通路径。当处理非插入式设备(具有同性或不兼容的连接器,在校准期间需要使用适配器才能建立直通连接)时,未知直通尤为有用。该适配器会给校准带来一 个误差。未知直通因为无需使用精密的或经过校准的适配器,并且可以最大限度地减少校准期间的电缆移动,所以非常有用。它通常比其他需要去除适配器的方法更 方便、更精确。

 SOLT为基础的其他校准技术还包括对一个标准校准件进行偏置。对于波导和其他高频应用来说,这个“偏置SOLT”的方法非常有效。例如,一个偏置负载可以被认为是一个混合标准件,其中包含两个不同长度的已知偏置(发射线路)和一个负载元件。


Quick SOLT”或QSOLT用于多端口应用中(网络分析仪上的测量端口多于2个)。这种方法有时被称为N端口解决方案,其中N代表端口的数量。校准的步骤数与 端口数量成正比。QSOLT使用需要校准步骤较少的数学算法,通过一组最少的连接全面解析N端口误差模型。

 大多数SOLT校准以手动方式执行,并且执行起来相对容易。安捷伦网络分析仪提供(逐步)引导式校准,可减少人为误差,提高可重复性。然而,正确的校准技术必须通过实践的检验。同大多数测量技术一样,SOLT校准也需要通过实践的检验,以保证能够提供最大的性能。

 了解TRL校准

TRL校准极为精确,在大多数情况下,精确度甚至超过SOLT校准。然而绝大多数校准套件中都不包含TRL标准件。在要求高精度并且可用的标准校准件与 被测件的连接类型不同的情况下,一般采用TRL校准。使用测试夹具进行测量或使用探头进行晶圆上的测量,通常都属于这种情况。因此,某些情况下需要构建和 表征与被测件配置介质类型相同的标准件。制造和表征三个TRL标准件比制造和表征四个SOLT标准件更容易。

 TRL校准还 有另一个重要优势:标准件不需要像SOLT标准件那样进行完整或精确的定义。虽然SOLT标准件是完全按照标准的定义进行表征和储存,而TRL标准件只建 立模型而不进行完整表征,但是TRL校准的精度与TRL标准件的质量和可重复性成正比。物理中断(例如传输线路弯曲和同轴结构中的焊缝)将会降低TRL校 准的精度。接口必须保持清洁并允许可重复的连接。


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