Здравствуйте, друзья)

Встал вопрос о моём дальнейшем профессиональном росте)
Помогите с литературой о калибровках SANDART CALIBRATION(SOLT) И LRM/LRL, общие черты, отличия, а так же принципы калибровок

Вы конкретней скажите что Вы хотите почитать. Теорию? Практику? Методы расчета? Eng Rus ? Последовательность прикручивания? Точностные характеристики?
Попробую поискать материала много.

Подниму эту тему.
У меня вопросов накопилось очень много, надеюсь, что кто-нибудь да поможет.

Я использую HP8752С (N-female). При калибровке на отражение, как написано в мануале, нажимаю OPEN(F), SHOT(F), LOAD. После калибровки прикручиваю опять OPEN, но на диаграмме Смита точка хх не в бесконечности, а смещена по диаграмме вниз на угол, чем выше частота, на которой калибрую, тем больше этот угол, когда прикручиваю стандарт SHOT, то точка выше нуля, когда прикручиваю 50 Ом, то точка там, где и должна быть - в 50 Омах. Вопрос-почему так происходит? И как с этим бороться, если нужно точно измерить фазу?

Кабели, даже самые дорогие, могут значительно увести фазу, например, при изменении температуры. Поэтому, после калибровки лучше температуру в помещении не изменять, например, открытием окон.

Я про кабели вроде ничего не писал. Речь идет о калибровке в сечении N порта прибора. Температура постоянная, но точка хх на минус семи градусах на частоте 1 ГГц мне не понятна.

Результат, который Вы наблюдаете скорее всего правильный, потому что в модели мер (и физически в самой мере) у любого производителя присутствует электрическая длина (до плоскости КЗ, ХХ и СН). Следовательно, после калибровки анализатор "понимает" подключенный к порту объект как измеряемое устройство и правильно показывает его электрическую длину. Бороться с этим не следует (хотя у большинства анализаторов есть функция удлинения порта - ввод дополнительной электрической длины, которая позволит получить точку на диаграмме Смита).

Все написанное предполагает, что Вы используете родные меры КЗ и ХХ и правильно выполняете подключение мер к порту во время калибровки. Если меры не родные, надо смотреть, какая электрическая длина у родных мер, а какая у Ваших, и модифицировать параметры калкита в анализаторе.

Вот мои соображения на эту тему.

Если посмотреть на калибровочную плоскость (Calibration plane) в сечении N порта прибора, то она различная для Female type-N и Male type-N. Мне интересен Female type-N, так как у меня прибор с этим портом.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Из рисунка видно, что, любая калибровка приводится к сечению в месте соединения внешних диаметров коаксиальной линии передачи. Получается, что расстояние, которое пройдет волна от калибровочной плоскости (Calibration plane) до физической точки хх (которая на конце внутреннего диаметра коаксиала) измеряется всегда. Это создает дополнительную электрическую длину, которую нужно как-то вычесть. Я пробовал использовать разные способы : Port Extensions, Electrical Delay, Phase offset. Но пока до конца не разобрался.



А где можно почитать про Calibration Kits по-русски? У Аджилента есть хороший документ на эту тему (рисунок оттуда), я сейчас разбираюсь с ним, но к сожалению со словарем долго это будет:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Прочитайте здесь. Даже со словарем недолго будет .
Физические open и short - это вовсе не идеальные open и short. Эта неидеальность учитывается в наборе коэффициентов для каждого элемента калибровочного набора.

Интересно, каким образом определяются параметры калибровочных элементов?
Интуитивно предполагаю - это просто прецизионное изготовление + расчет параметров в 3D симуляторе. Речь конечно о механических калибровочных элементах, электронные - это уже другая история.

Работаю с ZVB-20.
Однажды, с целью сохранения калибровочной меры перемычка, решил откалибровать прибор не с мерой, а с качественной, но рядовой, чуть более длинной перемычкой. И обнаружил, что прибор измеряет неправильно.
Калибровка n-портовая, полная. В прибор введены параметры калибровочного набора.
Немножко подумав, надеюсь поймете, как происходит калибровка, где находится плоскость калибровки и почему полная калибровка самая точная. И почему нельзя заменять меры калибровочного набора, даже, вроде бы - ерунда, перемычку.

У меня такое ощущение, что Вы неправильно трактуете меру перемычка. Исходный термин-это through, что на деле означает сквозное соединение портов. Что такое порт? Это плоскость подключения КЗ и ХХ. Соответственно, при правильном подключении КЗ и ХХ НИКАКИХ проблем с калибровкой не возникнет. Пример: у Вас конец кабеля 3.5мм папа, второго кабеля 3.5мм папа, насквозь такие порты не соединяются, вы вставляете по первому концу переход мама-мама, таким образом реальные порты становятся мама 3.5мм и папа 3.5мм, именно к ним вы подключаете меры, на шаге through вы соединяете порты друг с другом, и калибровка получается корректная. Не надо думать,что.мера перемычка-это переходы,которые входят в состав калкита. На всякий случай уточню, что переход в моем примере остается при измерении, поскольку его конец и есть калибровочный порт. Оговорюсь, что случай с “невстраиваемыми” объектами следует рассматривать отдельно.
По вопросу длины калибровочного стандарта: если стандарт родной, не надо после калибровки убирать длину на диаграмме Смита. Все чего вы добьетесь, это то. что вы увидите точку при подключении родного КЗ/ХХ, но фаза DUT будет измеряться неправильно! она будет искусственно уменьшена. Если не верите, подключите после калибровки по родному КЗ/ХХ воздушную линию известной электрической длины - вы увидите, правильно фаза измеряется или нет. Важно, чтобы длина до плоскости КЗ/ХХ, которая прописана в приборе, совпадала с длиной меры, по которой выполняется калибровка. Например, прописана длина 5мм, значит нужно подключать КЗ/ХХ 5мм. А то, что длины до плоскости КЗ/ХХ у штекера и розетки могут быть разные, это правильно, не случайно, большинство VNA просят обозначить тип разъемов DUT до калибровки.

Можно узнать, что за набор? Из всех виденных доселе калкитов (Rosenberger, Pasternack, Maury, Agilent и куча ноунеймовских леваков) ни в одном не видел меры "Thru" - везде только Op/Sh/BB/плюс бывает Sliding BB. Ну и дин.ключ бонусом.

Например набор ZCAN производства R&S. Там аж две "перемычки" типа N: мама-мама и папа-папа.

Вы путаете обычные впомогательные переходы с понятием калибровочной меры "сквозное соединение". В калибровочные наборы входят вспомогательные переходы, имеющие одинаковую электрическую длину. Они нужны для организации подключения к порту, например, "невстраиваемых устройств". Но это ни в коем случае не мера through. А термин "перемычка" неправильно интерпретирован теми, кто делал русский перевод (поскольку они, скорее всего, вообще не понимали, о чем идет речь). Если Вы во время калибровки переход (например, мама-мама) подключаете (например, между концами кабелей с разъемами штекер), думая, что втыкаете калибровочный стандарт "перемычка", а при измерении этот переход убираете и вставляете DUT с концами мама-мама, то вы получаете гарантированную ошибку измерения фазы. Мера through в модели калкита всегда определена как имеющая длину 0мм, то есть нулевое ослабление и нулевой набег фазы. В последнее время у нескольких производителей появился новый тип калибровки SOLR (short, open, load, reciprocal), который в некоторых случаях предпочтительнее SOLT (short, open, load, through). В нем мера сквозного соединения (у которой длина 0мм) заменяется на меру "неизвестная электрическая длина", у которой S21=S12 (термин reciprocal). Но применяется такой метод, как правило, только при измерении на подложке - а это явно не Ваш случай.

Посмотрел. Метод, действительно, очень интересный. Особенно впечатлило использование в качестве cal thru самого DUT.
Сергей, не знаете случайно, в какой серии Agilent'ов это метод уже встроен как родной?

У Аджилентов SOLR поддерживается в ENA, PNA, PNA-L, PNA-X. Лично я впервые данный метод использовал c Anritsu VectorStar MS4647A.

Полная 2-портовая калибровка с неизвестной перемычкой (unknown thru)- обычная 2-портовая калибровка,
когда неизвестны точные параметры меры перемычки (Z0, эл. длина).
При такой калибровке перемычка не будет вносить дополнительную погрешность при измерении S11/S22.

Давайте может вместе посмотрим пример родного калкита для прибора, вот этот вот http://na.tm.agilent.com/pna/caldefs/PNA/85032BE.htm

Кто-нибудь может сказать, что будет, если я поставлю у OPEN-M- и SHORT-M- значения Delay (Sec) равными нулю ? Или у OPEN-M- равным нулю, а у SHORT-M- равным их разности?

Еще такой вопрос: как мерить устройство на конце коаксиала с переходом N(male)? Берем одну 50-омную коаксиальную линию с двумя выводами: один - из центра, другой - снаружи коаксиала (выводы примерно по 0.5 мм, так что они вносят очень маленькую ошибку). Теперь берем и калибруем с этим коаксиалом. Сначала хх, потом запаиваем оба вывода - это кз, потом припаиваем к выводам резистор - это 50 Ом. После калибровки припаиваем к выводам DUT - как мне померить фазу правильно в этом случае?

Честно говоря, Ваше упорное желание сделать значение электрической длины у КЗ и ХХ равными нулю сильно удивляет, особенно если Вы читали текст по ссылке юзера EVS. Ваша цель какая? Проводить корректные измерения? Или сознательно вводить в измерения ошибку по фазе? Упрощенный смысл векторной коррекции в том, что на шаге калибровки Вы втыкаете меры, реальные параметры которых прибор "знает" (они введены в его память в виде определенной математической модели). Далее прибор сравнивает измеренную величину с "истинной" (определенной в матмодели для данного кита) и вычисляет параметры собственной системной ошибки (6 параметров (направленность, согласование в источнике, в нагрузке, неравномерность тракта передачи, тракта отражения и пролаз между приемниками) в одном направлении и 6 в обратном для SOLT). Очень важно, чтобы то, что подключается к порту прибора при калибровке (например, SHORT), совпадало с данными, прописанными в полиноме для этого SHORT в памяти прибора (грубо говоря, чтобы прибору втыкали то, что он "знает"). Иначе системная ошибка будет вычислена НЕПРАВИЛЬНО (например, искусственно занижена). Если Вы измените параметр DELAY в модели SHORT/OPEN, а подключать будете SHORT/OPEN из набора 85032B, который физически имеет определенную длину, то Вы сами введете ошибку в Вашу калибровку, поскольку фактически подсунете прибору меру, не соответствущую описанию. Не знаю, как лучше объяснить... Правильная методика работы с VNA: откалибровались по стандартам из родного набора, если сомневаетесь, правильная ли получилась калибровка, берете верификационный набор, подключаете его элементы (воздушную линию) к порту и проверяете. Если верификационного набора нет, то смотрите в описании на конкретный калкит параметры OPEN/SHORT (например, DELAY) переводите ее в мм, смотрите, какой у Вас спан, определяете длину волны для частоты спана в мм. Подключаете OPEN к порту, смотрите фазовый набег для данного OPEN, измеренный на приборе на данном спане. Через отношение фазового набега к 360 градусам переводите набег по фазе в мм. Таким образом, убеждаемся, что DELAY соответствует измеренному набегу фазы (например, для длины OPEN в 5мм набег фазы при воздушном диэлектрике должен быть в районе 18градусов на спане 3ГГц). Это и будет показателем правильности калибровки.

Другой случай, ели Вы собираетесь использовать самопальные меры. В этом случае Вам нужно модифицировать параметры калкита в том виде, как это понятно прибору. Например, Вы собрались делать КЗ, ХХ и СН, впаивая-распаивая выводы. Замерьте электрическую длину до КЗ/ХХ/СН и измените данный параметр в описании какого-нибудь из калкитов (только не забудьте вернуть эти параметры в исходное состояние, когда снова будете калиброваться с родным китом). Желательно, конечно, прописать еще значения краевой емкости для OPEN и погонной индуктивности для SHORT, но на низких частотах, может быть, прокатит вариант оставить прописанные значения без изменения - надо пробовать и проверять правильность измерения фазы при помощи DUT, параметры фазы которого могут быть четко определены, например, исходя из размеров.

Мой прибор ZVB-20 Руководство
Содержит большой раздел по калибровке.




Тоже считаю, что с этим бороться не надо. При условии, что Ваши меры из одного набора, аттестованы и необходимые корректирующие данные введены в прибор.

Интересно, какая физически по вашему длина OPEN и SHORT ? Лично по мне у OPEN это ноль, потому что отсчет электрической длины ведется от торца внутреннего "штыря" в female, плюс некоторое несовершенство на больших частотах, связанное с возникающей емкостью между внутренним и внешним диаметрами коаксиала. Если поставить С0, С1, С2, С3 равными нулю, то ошибка будет незначительной. А в калките мы искусственно создаем эту так называемую физическую длину, передвигая калибровочную плоскость вглубь порта прибора. Зачем это сделано, мне не понятно... У SHORT это тоже ноль, но его сложнее сделать, поэтому тут могут быть ошибки, связанные с изготовлением, вот из-за этого параметр Delay (Sec) у OPEN и SHORT разные, хотя, если поставить их оба нулями, то ошибка опять же будет незначительной. Еще раз повторю, если к порту female прикручен стандарт OPEN , то физически волна доходит до плоскости, проходящей через торец внутреннего штыря порта N, и отражается. И если я после калибровки опять прикручиваю OPEN, то я должен увидеть точку в бесконечности на диаграмме Смита, а не сдвинутую куда-то вниз по фазе из-за того, что у меня отсчет фазы искусственно ведется не из того места.

У меня такое ощущение, что вы путаете понятия поверка и калибровка. При поверке, да. Там нужно точно всё задать и потом сравнивать. Я же хочу правильно проводить измерение. Правильно, это когда я учитываю в приборе потери и фазу до плоскости ХХ, привожу всё это в ноль, потом, при подсоединении устройства, отсчет должен вестись от нуля. В более современных приборах есть такая функция НОРМАЛИЗАЦИЯ, если я правильно понял, то она именно так и работает, может быть мне нужно её использовать.

Как вариант, аналогия: есть вольтметр. Для калибровки в комплект входит черный ящик с гордой надписью "калибровочный стандарт 0В".
Для калибровки вы подключаете его, жмете кнопку калибровка, прибор показывает четко 0 со всеми доступными нулями и... "прибор готов к работе".
На самом деле внутри ящика покоится немыслимой точности источник напряжения 1,1(1)В, а вся калибровка сводится к вычитанию пары цифр для приведения шкалы точно в ноль.
И что теперь покажет вольтметр при подключении этого "калибровочного стандарта 0В"?
И если в этой аналогии метод выглядит, мягко выражаясь, глуповато, то на свч у вас и выбора нет. Считайте калибровку некой математической абстракцией, ибо физическая реализация идеальных open/short на свч невозможна.

Ноль - это "лично по Вам". Изучите вот этот документ http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5989-4840EN.pdf
На странице 30 дается определение того, что такое OFFSET DELAY и OFFSET LENGTH. Последнее - это расстояние между плоскостью калибровки и точкой физического КЗ/ХХ/СН. (Precise measurement of the physical offset length is required to determine the OFFSET DELAY of a given calibration standard. The physical offset length of one and two-port standards is as follows:
One-port standard – Distance between “calibration plane” and terminating impedance.
Two- port standard – Distance between the Port 1 and Port 2 “calibration planes.”)

Точка калибровки - это та точка, где происходит сочленение коаксиальной меры с коаксиальным портом. А точка КЗ/ХХ/СН всегда сдвинута вглубь меры. Поэтому в модели меры есть OFFSET DELAY.


Я-то ничего не путаю, но в дальнейшем продолжении дискуссии для себя смысла не вижу.