Максимальная ошибка модуля S-параметра

Максимальная верхняя абсолютная ошибка модуля S-параметра найдется как

(14к)

где получается из путем синфазного сложения комплексных слагаемых и замены на . Вектор получается из вектора путем замены первоначальных (комплексных) факторов ошибок на модули факторов, скорректированные при калибровке.

Замечание: это означает, что если калибровка неполная, т. е. корректируются не все факторы ошибок, то в функции вектор включает факторы по итогу: те, что калибровались, берутся в остаточном виде, те, что не калибровались, берутся в начальном виде. В свою очередь, это означает, что нижеследующие формулы годятся для любого анализатора (скалярный, векторный, любая модель) и любого типа калибровки (полная-неполная, двупортовая-однопортовая, механическая-электронная, с хорошими или плохими эталонами, вообще без калибровки и т. д.), надо только брать те значения модулей факторов, которые получаются экспериментально после калибровки.

Максимальная ошибка фазы S-параметра

Максимальная верхняя абсолютная ошибка фазы S-параметра найдется как

(15к)

Максимальные абсолютные ошибки амплитуд S-параметров

Первый порядок факторов ошибок, результаты в линейном масштабе

Согласно (14к), в первом порядке факторов ошибок находим:

;	(16к)
;	(17к)
;	(18к)
.	(19к)

Отметим, что и выражаются квадратично через и соответственно, и зависят от одного параметра ; в то же время и выражаются линейно через и соответственно, и зависят от двух параметров и .

Первый порядок факторов ошибок, результаты в децибельном масштабе

Ошибки, определенные по формулам (16к)-(19к), имеют линейный масштаб. Ошибки модулей S-параметров в децибельном масштабе найдем как

При выполнении условия

имеем

Максимальные абсолютные ошибки фаз S-параметров

Первый порядок факторов ошибок, результаты в радианах

Согласно (15к), в первом порядке факторов ошибок и с учетом приближения , находим:

;

Заметим, что при нарушении неравенств, приведенных справа от формул, эти формулы не справедливы, т. к. тогда неправомерно ограничиваться первым порядком по факторам ошибок и заменять на .

Первый порядок факторов ошибок, результаты в градусах

Для перевода результатов п. 3.1. в градусы, их нужно помножить на коэффициент .

Измерительная калибровка

Компьютерный калибровочный диалог (илл. Осн анал цепей, с. 123)

Калибровочные эталоны (SOLT), кит, файл описаний (илл. Осн анал цепей, с. 121)

Виды калибровок (илл. Балло, с. 36)

Механическая и электронная калибровка

Коррекция данных

Уравнения коррекции

Верификация точностей (измерительные линии, специальные нагрузки)

Маркеры

Рефлектометрия во временной области (РВО)

Типовые измерения

Тестирование полосового фильтра в частотной области (илл. Балло, с. 50)

Выше показаны частотные отклики фильтра. Слева вверху отклик пропускания в логарифмическом масштабе амплитуд (внесенные потери), справа – отклик отражения (возвратные потери).

Наиболее общие характеристики измеряемого фильтра это внесенные потери и полоса, показаны на нижнем рисунке с растянутой вертикальной шкалой. Другой общий параметр, который мы можем измерить, есть внеполосная режекция. Это мера того, как хорошо фильтр пропускает сигналы внутри полосы, и в то же время вырезает все другие сигналы вне той же полосы. Возможность тестирующей системы измерять внеполосную режекцию прямо зависит от того, как задан ее динамический диапазон.

Кривая возвратных потерь очень типична, показывает высокое отражение (около 0 дБ) в полосе заграждения, и разумное согласование в полосе пропускания. Большинство пассивных фильтров работают таким образом. Существует специальный класс фильтров, поглощающих как в полосе пропускания, так и в полосе заграждения. Эти фильтры демонстрируют хорошее согласование в широком частотном диапазоне.

Для очень узкополосных приборов, таких как кристаллические фильтры, анализатор цепей должен качать частоту достаточно медленно, чтобы позволить фильтру соответственно реагировать. Если оставить скорость качания такой же большой, могут появиться большие ошибки. Это может случиться с приборами, которые электрически очень длинны. Большое время задержки прибора может быть результатом настройки приемника на более высокие частоты, чем те, что следуют с прибора, что также может обусловить значительные измерительные ошибки.

Тестирование усилителя с помощью мощностной панорамы (илл. Балло, с. 51, с. 51)

Многие анализаторы имеют возможность производить качание мощности, наряду с качанием частоты. Качание мощности помогает характеризовать нелинейные свойства усилителя. Выше показана кривая выходной мощности усилителя в функции входной мощности на одной частоте. Усиление усилителя на любом частном мощностном уровне есть наклон этой кривой. Заметим, что усилитель имеет линейную область действия, где усиление постоянно и не зависит от уровня мощности. Усиление в этой области обычно называют «усилением малого сигнала». Когда входная мощность увеличивается, усиление начинает уменьшаться, и говорят, что усилитель сжимается. В этих нелинейных условиях выход усилителя уже не синусоидальный – часть выходной мощности находится в гармониках, вместо того, чтобы полностью присутствовать только на основной частоте. Когда входная мощность увеличивается еще больше, усилитель становится насыщенным, и выходная мощность остается постоянной. В этой точке усиление, по существу, равно нулю, поскольку дальнейшее увеличение входной мощности не изменяет выходную мощность. Насыщенная выходная мощность может быть считана прямо из приведенной кривой.

Для измерения насыщенной выходной мощности усилителя анализатор должен быть способен обеспечить качание мощности с достаточной выходной мощностью, чтобы вести усилитель из линейной области в насыщение. Для достижения этого может понадобиться предусиление на входе тестируемого усилителя.

1 дБ сжатия: входная мощность приводит к уменьшению усиления на 1 дБ
относительное измерение
доступность выходной мощности (неотносительное измерение)

Тестирование амплитудно-фазовой конверсии с помощью мощностной панорамы (илл. Балло, с. 52, с. 53)

Другое общее измерение, которое помогает охарактеризовать нелинейное поведение усилителей, это измерение амплитудно-фазовой конверсии, которое измеряет величину нежелательной фазовой девиации (ФМ), индуцируемой амплитудными вариациями (АМ), присущими системе. В системах связи эта нежелательная фазовая модуляция обусловлена непреднамеренными амплитудными вариациями, подобными дрожанию мощности питания, температурному дрейфу или многолучевому федингу, или преднамеренному амплитудному изменению, который происходит в результате использованного типа модуляции, подобного QAM или вспышечной модуляции.

Амплитудно-фазовая конверсия есть, в частности, критический параметр в системах, где эксплуатируется фазовая (угловая) модуляция, поскольку нежелательные фазовые искажения служат причиной деградации аналоговых сигналов, или увеличивают частоту битовых ошибок (BER) в цифровых системах. Примеры общих модуляционных типов, использующих фазовую модуляцию, это ЧМ, QPSK, 16QAM. Хотя легко измерять BER цифровых систем связи, одно это измерение не обеспечивает проникновение в лежащие под ним явления, которые обуславливают битовые ошибки. Амплитудно-фазовая конверсия есть один из основных вкладов в BER, поэтому важно количественно определить этот параметр в системах связи.

Диаграмма I/Q, приведенная выше, показывает как амплитудно-фазовая конверсия может привести к битовым ошибкам. Пусть желаемое состояние изменилось от маленького сплошного вектора к большому сплошному вектору. При амплитудно-фазовой конверсии настоящий большой вектор может быть таким, как показано точечной линией. Это произошло благодаря фазовому сдвигу, который образовался из изменения уровня мощности. Для сигнала с модуляцией 64QAM, как показано (нарисован только один квадрант), мы видим, что шумовые кружки, которые окружают каждое действительное состояние, перекрываются, что означает, что статистически присутствует некоторые битовые ошибки.

Амплитудно-фазовая конверсия обычно определяется как изменение выходной фазы на 1 дБ добавки выходной мощности усилителя, выраженное в градусах на дБ (град/дБ). Идеальный усилитель должен не иметь взаимодействия между его фазовым откликом и уровнем входного сигнала.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 89