基于安捷倫VNA網(wǎng)絡(luò)分析儀實現(xiàn)長延時器件的測量

　　長延時器件測量連接如圖2所示。

　　 圖2 測試連接

　　當(dāng)測量S21的幅度時，幅度相應(yīng)看起來非常低，甚至?xí)幸恍┨?。此時，如果你增加掃描時間，你會發(fā)現(xiàn)測試結(jié)果會變得準(zhǔn)確一些。很顯然，問題是由于網(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引起較差的測試結(jié)果?

　　我們測量長延時器件的S21時，VNA的掃描類型是線性頻率掃描，也就是頻率隨著時間掃描，因此被測件(DUT)的時延會引起輸出頻率對輸入頻率有一個頻率偏移，頻率偏移是由VNA的掃描速率和DUT的時延共同決定：

　　其中Td為被測件電子延時

　　由圖2可以看出，DUT的輸出信號到達B接收機，依據(jù)VNA的工作原理，B接收機被調(diào)諧到DUT輸入信號的頻率，因此DUT輸出信號的頻率與B接收機的工作頻率相差Fshift。最終導(dǎo)致接收機的中頻信號并不是在中頻濾波器的中心位置，濾波器的裙邊會對DUT的輸出信號有一些衰減。因此，掃描速率越快，頻率偏移越大，S21的幅度下降越嚴重。如果掃描頻率跨越幾個VNA頻帶，S21幅度可能會有跳變現(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，但是對于每個頻帶可以設(shè)置相同的較慢的掃描速率。

　　當(dāng)你測量長延時器件的S21幅度時，如果發(fā)現(xiàn)測試結(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”步進掃描模式，設(shè)置每個頻點的駐留時間。

　　?在參考通道，增加一個足夠長的電纜，讓這個電纜來匹配DUT的時延，但是這個方案會給校準(zhǔn)帶來一些麻煩。

　　長延時器件的電延時測量問題分析與解決方案

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

　　電子延時補償?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進行補償，直到S21的相位軌跡曲線變得非常平坦。調(diào)整時，請注意當(dāng)曲線的斜率為正值時，說明過補償。最終的補償值為被測器件的電子延時長度。
　群時延法

　　群時延的定義如下：

　　 圖3 群時延的圖像化表示