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Comment calibrer un analyseur de réseau vectoriel, VNA

Comment calibrer un analyseur de réseau vectoriel, VNA

L'étalonnage est une question clé pour tout équipement de test afin de garantir que les lectures effectuées se situent dans les limites fixées.

Pour un analyseur de réseau vectoriel RF, l'étalonnage est particulièrement important. Non seulement l'instrument de test lui-même doit subir un étalonnage de période formel pour garantir que l'unité elle-même fonctionne dans les limites du fabricant, mais il a également besoin d'un étalonnage par l'utilisateur.

Cet étalonnage utilisateur ou systématique est nécessaire pour garantir que les effets des câbles, des connecteurs, etc. sont annulés avant que les mesures de l'appareil testé ne soient effectuées à l'aide de l'analyseur de réseau vectoriel, VNA.

Étalonnage périodique de l'équipement

Comme tout autre équipement de test électronique, un analyseur de réseau RF nécessite que l'équipement soit étalonné. De cette façon, il peut être assuré qu'il donnera des résultats dans les paramètres définis dans sa fiche technique.

Étant donné que tous les instruments de test varient dans le temps, il est nécessaire de les étalonner par rapport à des normes qui peuvent être reliées aux normes internationalement reconnues.

Des laboratoires d'étalonnage spécialisés sont en mesure d'entreprendre cela, et pour tout laboratoire de test et de développement électronique, il est essentiel que tout l'équipement de test soit étalonné périodiquement - normalement, le fabricant de l'équipement conseillera sur les périodes d'étalonnage recommandées.

Calibration utilisateur systématique

L'une des activités clés à entreprendre avant d'utiliser un analyseur de réseau vectoriel, VNA, consiste à étalonner le système dans son ensemble.

Les câbles, les connecteurs, le dispositif de test et autres erreurs systématiques dans le système doivent être annulés avant que l'analyseur de réseau VNA ne soit utilisé afin que des mesures correctes puissent être effectuées.

Les erreurs du système comprennent:

  • Perte de réflexion En raison de légères discordances, il y aura une certaine perte en raison des réflexions.
  • Différences de phase introduites par les cordons Tous les fils auront une longueur électrique, et cela peut être adapté en effectuant l'étalonnage utilisateur.
  • Perte de transmission Les câbles ou autres moyens de transfert de puissance de l'analyseur de réseau VNA vers l'appareil testé entraîneront une certaine perte. Comme les fréquences peuvent être très élevées, cette perte peut être perceptible, et même si elle est faible, elle peut altérer les résultats.
  • Directivité au port 1 Erreurs dues à la directivité au port 1.
  • Correspondance de source au port 1 Le fait que la source ne puisse pas fournir une correspondance parfaite avec le départ peut introduire une incertitude de mesure et même si elle est petite, elle doit être prise en compte.
  • Correspondance de charge au port 2 Quelle que soit la qualité d'une charge, il n'y aura jamais de match totalement parfait.
  • Diaphonie Une partie du signal contournera l'appareil testé et transférera de son entrée à la sortie sans passer par l'appareil. Quel que soit le niveau de contrôle du système, un signal contournera le périphérique testé.

En calibrant le système d'analyse de réseau VNA avant utilisation, ces erreurs peuvent être pratiquement supprimées et cela est normalement très facile à réaliser. Souvent, un utilisateur peut effectuer un étalonnage utilisateur du système avant chaque mesure car les phases peuvent changer, le cheminement des câbles peut changer et cela peut tous entraîner des différences qui doivent être annulées.

Lors de l'utilisation de fréquences très élevées, même le déplacement des câbles peut entraîner des changements - même si des câbles à phase stable de haute qualité sont utilisés, de petites différences peuvent être observées qui pourraient modifier les résultats des tests avec l'analyseur de réseau RF.

Certaines techniques différentes peuvent devoir être adoptées en fonction du système de test et de l'application - la compréhension des différentes techniques disponibles permet d'obtenir l'étalonnage le plus rapide et le plus précis.

La première étape du processus d'étalonnage par l'utilisateur d'un analyseur de réseau RF consiste à effectuer quelques vérifications et actions visuelles simples:

  • Vérifiez les connecteurs: Il est essentiel que les connecteurs utilisés avec l'analyseur de réseau vectoriel ne soient en aucun cas endommagés. Avec une utilisation répétée, même par les utilisateurs les plus prudents, il est possible que l'usure et les dommages se produisent. Il est nécessaire d'inspecter la saleté dans les connecteurs et également tout signe d'usure ou de dommage. Si quelque chose est suspect, il doit être remplacé.
  • Nettoyer les connecteurs: Même si aucune saleté n'est visible, il vaut toujours la peine de nettoyer le connecteur RF pour éliminer toute saleté cachée. À des fréquences élevées, même de petites quantités de saleté peuvent causer des problèmes majeurs. L'air comprimé est le meilleur moyen d'y parvenir. Il doit être inférieur à environ 50 psi, sinon il peut s'endommager. L'alcool isopropylique peut également être utilisé en plus pour éliminer toute graisse, mais ne pas appliquer avec un chiffon car cela peut laisser de petites fibres.
  • Connectez les connecteurs au système: Lorsque vous connectez les connecteurs au système VNA, veillez à ne visser que la section extérieure du connecteur destinée à une action de vis. Laissez le centre être aspiré. Bien qu'il soit parfois tentant de tourner le connecteur entier, ne le faites jamais car cela peut causer une usure excessive et endommager l'intérieur de précision.
  • Serrez avec une clé dynamométrique: Lors du serrage des connecteurs, utilisez toujours une clé dynamométrique car cela garantira que le serrage correct est obtenu sans trop serrer, ce qui peut endommager les connecteurs. Veillez à ne pas endommager les connecteurs de l'analyseur de réseau vectoriel lui-même, car leur remplacement sera très coûteux.

Techniques d'étalonnage utilisateur VNA

Il existe plusieurs techniques qui peuvent être utilisées pour l'étalonnage par l'utilisateur d'un système d'analyse de réseau VNA.

La technique d'étalonnage utilisateur VNA choisie dépendra de divers facteurs, notamment le système utilisé, la précision nécessaire par rapport au temps pris, etc.

  • SOLT: L'acronyme SOLT standards pour: Short, Open, Load, Through. C'est l'un des moyens les plus simples de calibrer un analyseur de réseau vectoriel RF. Pour entreprendre cette forme d'étalonnage utilisateur de l'analyseur de réseau VNA, des normes connues avec un court-circuit, un circuit ouvert, une charge de précision (généralement 50 ohms) et une connexion traversante sont nécessaires.

    Cette forme d'étalonnage utilisateur est moins adaptée aux mesures de guide d'ondes car il est difficile d'obtenir un circuit ouvert ou une charge.

  • TRL: Cette abréviation signifie Through Reflect Line et c'est une forme d'étalonnage utilisateur VNA qui peut être utilisée avec des systèmes non coaxiaux tels que des luminaires, des sondes de plaquettes ou avec des guides d'ondes.

    La technique TRL utilise une ligne avec une impédance caractéristique correspondante comme impédance de référence, remplaçant la correspondance, et est idéalement une ligne d'air. Il est possible de fabriquer une conduite d'air avec une impédance caractéristique plus précise que celle d'une correspondance fixe, de sorte que la technique offre une directivité efficace plus élevée, améliorant la correspondance des ports de test.

  • À M Cette technique utilise des normes entièrement caractérisées et, ensemble, les deux normes à un port open and match produisent quatre équations qui sont complétées par quatre équations supplémentaires pour la norme through. La connexion d'étalons incorrects ou défectueux ainsi que les connexions électriques défectueuses peuvent être détectées immédiatement après la fin de cette technique d'étalonnage.

En plus de ceux-ci, il existe également plusieurs autres méthodes d'étalonnage qui peuvent être utilisées.

Normes d'étalonnage pour les analyseurs de réseau RF

Afin de fournir les courts-circuits, les circuits ouverts et les charges adaptées, etc. Ces normes d'étalonnage d'analyseur de réseau vectoriel, qui sont généralement un réseau à un et deux ports, sont fabriquées selon des normes très élevées. Celles-ci ont des propriétés pratiquement idéales, bien qu'elles s'écarteront naturellement légèrement de l'idéal car ce sont de vrais objets.

Compte tenu de la norme selon laquelle ils ont été fabriqués, ce ne sont pas des articles bon marché à acheter et ils sont normalement conservés en toute sécurité, souvent dans une boîte de protection en bois. Cela permet de s'assurer qu'ils ne sont pas assis sans protection sur un banc où ils peuvent être très facilement endommagés. Ces étalons doivent être pris en charge car ils peuvent facilement être endommagés s'ils sont laissés sur un banc.

Compte tenu du fait qu'il est impossible de fabriquer des étalons d'étalonnage parfaits, cela est surmonté en fournissant au VNA les écarts des étalons en termes de fichier de données. Cela permet à l'analyseur de réseau RF de réduire considérablement les erreurs qui se produiraient même avec les étalons d'étalonnage. De cette manière, il garantit que l'analyseur de réseau vectoriel peut fournir la plus grande précision possible pour ses résultats de test.

Un kit d'étalonnage VNA comprend plusieurs éléments:

L'étalonnage utilisateur fait partie intégrante de l'utilisation d'un analyseur de réseau RF. En s'assurant que le système est correctement calibré, les incertitudes liées aux connexions à l'appareil testé peuvent être supprimées. Sans l'étalonnage par l'utilisateur de l'analyseur de réseau vectoriel, les longueurs des cordons et les caractéristiques du support de l'appareil, etc., entrent toutes dans le système et les caractéristiques réelles de l'appareil testé sont perdues.

Voir la vidéo: Measuring S-Parameters using PNA E8364B (Octobre 2020).