Эффективная верификация анализаторов цепей
В статье рассказывается о новом подходе к верификации векторных анализаторов цепей. Предложенная методика опробована на предприятии и позволяет упростить и ускорить процесс контроля точностных характеристик анализаторов при их выпуске. Этот передовой опыт поможет пользователям сократить издержки, связанные с верификацией анализаторов при их эксплуатации.
Традиционно верификация векторных анализаторов цепей требует наличия полного комплекта оригинальных комплектующих: кабелей, переходов и дорогостоящих наборов мер. Этим пользуются многие изготовители, продавая анализатор с дополнительными наборами, которые используются редко. Такая ситуация приводит к излишней финансовой нагрузке на потребителя. Снизить эту нагрузку поможет новый взгляд на верификацию анализаторов
С помощью термина верификация можно характеризовать работы, проводимые при поверке, калибровке или контроле качества функционирования приборов на рабочем месте. Технически, верификация – это процесс подтверждения основных метрологических характеристик анализаторов. Самое важное и сложное в верификации – это определение погрешности измерений комплексных коэффициентов передачи и отражения (элементов матрицы рассеяния или S-параметров).
Демонстрация предлагаемой процедуры верификации проводилась на примере отечественного прецизионного векторного анализатора цепей ОБЗОР-804/1 производства компании ПЛАНАР. Диапазон рабочих частот прибора от 300 кГц до 8 ГГц, тип соединителей измерительных портов – N, розетка, волновое сопротивление 50 Ом. После выполнения калибровки и применения коррекции модель анализатора можно представить в виде идеального измерителя и пары искажающих адаптеров (см. рис. 1). Опорные плоскости, относительно которых осуществляется отсчёт модуля и фазы измеряемой комплексной величины (S-параметра), определяют плоскости измерений без систематической погрешности.
Рис. 1. Внешний вид и модель векторного анализатора цепей ОБЗОР-804/1.
ED – направленность, ES – согласование источника, EL – согласование нагрузки, ER – трекинг отражения, ET – трекинг передачи, S11, S12, S21 и S22 – элементы матрицы рассеяния исследуемого устройства
Систематическая погрешность измерений возникает из-за наличия остаточных искажающих адаптеров, которые появляются вследствие дрейфа характеристик прибора и неидеальности мер, используемых при калибровке. Свойства адаптеров определены их S-параметрами, которые обозначены как E effi . Верхний индекс «eff» указывает на то, что рассматривается модель анализатора после калибровки и применения коррекции измерений. Если верхний индекс отсутствует, то считается, что параметры относятся к некалиброванному прибору. Более подробно теоретические основы векторных анализаторов цепей представлены в работе «Теоретические основы векторного анализа цепей в соответствии с МИ 3411-2013».
При верификации детально исследуются такие характеристики, как:
- аппаратные параметры анализатора до калибровки и коррекции Ei;
- стабильность аппаратных параметров ∆Ei;
- погрешность измерений коэффициента отражения;
- погрешность измерений коэффициента передачи;
- нелинейность тракта отражения;
- нелинейность тракта передачи.
Файлы
Товары