基于安捷倫VNA網(wǎng)絡(luò)分析儀實(shí)現(xiàn)長延時(shí)器件的測量
圖3所示的Average Delay代表DUT的電子長度或電延時(shí),Group Delay Ripple代表DUT的相位失真。群時(shí)延計(jì)算的前提條件是要保證任意兩點(diǎn)之間的相位差小于180度,否則出現(xiàn)相位反轉(zhuǎn),相位反轉(zhuǎn)的典型現(xiàn)象是群時(shí)延為負(fù)值。避免兩點(diǎn)之間相位反轉(zhuǎn),須保證以下不等式成立:
ΔΦ = -360×Δf×t0180°
Δf =測量帶寬/(掃描點(diǎn)數(shù)-1)
t0 為被測件的電子長度
針對長延時(shí)器件,要想滿足以上不等式,需要增加掃描點(diǎn)數(shù)和減少掃描帶寬。測量時(shí),設(shè)置S21的顯示格式為Group Delay,圖4給出群時(shí)延方法的測量結(jié)果,DUT的平均群時(shí)延為247.776微秒。
圖4 群時(shí)延方法的測量結(jié)果
電延時(shí)補(bǔ)償?shù)刃Хㄅc群時(shí)延法相結(jié)合
這種方法結(jié)合電子延時(shí)補(bǔ)償?shù)刃Хㄅc群時(shí)延法,首先在VNA里設(shè)置Electric Delay為一個(gè)估計(jì)值,例如在圖4中可以估測電子延時(shí)為247.7微秒(這個(gè)值可以根據(jù)被測件的物理長度,介電常數(shù)和光速大約計(jì)算出來;這里也可以估算為240微秒),然后測量其群時(shí)延。測量結(jié)果如圖5所示,平均群時(shí)延為75.9納秒。如果過補(bǔ)償,會(huì)導(dǎo)致測量結(jié)果為負(fù)值,不過不影響最終測量結(jié)果。最終測量結(jié)果為補(bǔ)償值加上測量值,因此最終測量結(jié)果為247.7759微秒。
圖5 電子延時(shí)補(bǔ)償法與群時(shí)法相結(jié)合的測量結(jié)果
結(jié)語
在測量長延時(shí)器件時(shí),由于VNA掃描速度太快,導(dǎo)致傳輸系數(shù)S21幅度測量不準(zhǔn)確。群時(shí)延測量不準(zhǔn)確的原因是由于掃描相鄰兩點(diǎn)之間的相位差大于180度,從而導(dǎo)致相位翻轉(zhuǎn)。正確合理地設(shè)置VNA網(wǎng)絡(luò)分析儀,準(zhǔn)確地測量長延時(shí)器件就不會(huì)那么復(fù)雜了。
評(píng)論