在我們質(zhì)樸的思維理解中，無源器件的插損S21無論如何都應(yīng)該是負(fù)值，可為什么有人說，他測的插損居然出現(xiàn)了正值？無源器件居然出現(xiàn)了增益？這又是為什么呢？

其實常規(guī)的無源器件的插損，那肯定是負(fù)值；這里出現(xiàn)的正值，或者增益，其實是小插損器件的測量誤差。那本文的重點，就是介紹一下矢網(wǎng)的系統(tǒng)誤差以及誤差的來源。

1、誤差來源

所有的測量(包括矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測試系統(tǒng))都包含三類測量誤差:系統(tǒng)誤差、隨機誤差、漂移誤差。大多數(shù)誤差來源于系統(tǒng)誤差，系統(tǒng)誤差是由測試設(shè)備和測試裝置的不完善所引起的。若這些誤差不隨時間變化，則它們可以通過校準(zhǔn)來表征，且可以在測量過程中用數(shù)學(xué)處理方式予以消除。網(wǎng)絡(luò)測量中所涉及的系統(tǒng)誤差與信號泄漏、信號反射和頻率響應(yīng)有關(guān)。即被測件的不匹配和泄漏、測試信號通道和參考信號通道的隔離、系統(tǒng)頻率響應(yīng)造成的重復(fù)性誤差，這些誤差是可以通過校準(zhǔn)消除的，校準(zhǔn)后的指標(biāo)反映了矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的測量精度。隨機誤差以隨機方式隨時間變化，由于其不可預(yù)測，所以不可通過校準(zhǔn)來消除。對隨機誤差起主要影響的因素是儀器噪聲(如取樣器和中頻本底噪聲)、開關(guān)和連接器的重復(fù)性。漂移誤差包括頻漂、溫漂和測試裝置校準(zhǔn)和測量中的其他物理變化，測量穩(wěn)定性主要來源于漂移誤差，由矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的初始指標(biāo)、校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)件的性能和誤差修正模式?jīng)Q定。

2、系統(tǒng)誤差

系統(tǒng)誤差是由于分析儀硬件特性的不理想引起的，這種誤差是可重復(fù)的(因此可以預(yù)測)，并假 設(shè)不隨時間改變。通過校準(zhǔn)可以確定系統(tǒng)誤差，測量時通過數(shù)學(xué)計算來消除這些誤差。

系統(tǒng)誤差并不能完全消除，由于校準(zhǔn)過程的局限性，總有一些殘留誤差，校準(zhǔn)后的殘留系統(tǒng)誤差主要來自：

·校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的不理想

·連接器連接

·互連電纜

·儀器本身

所有的測量都受動態(tài)精度和頻率誤差的影響，對于反射測量，有關(guān)的殘留誤差為：

·有效方向性

·有效源匹配

·有效反射跟蹤

對于傳輸測量，相關(guān)的殘留誤差為：

·串?dāng)_

·有效負(fù)載匹配

·有效傳輸跟蹤

Part.1

方向性誤差

分析儀用定向耦合器或電橋來做反射測量，理想耦合器的耦合端只有反射信號輸出到接收機進(jìn)行測量。

圖1 方向性

實際上，將有少量的入射信號通過耦合器的主路泄漏到耦合端口，這會在測量時引起方向性誤差，分析儀通過如下方法確定和減小方向性誤差：

·在校準(zhǔn)時，將負(fù)載連接到測量端口，并認(rèn)為負(fù)載端口不發(fā)生反射。

·耦合端口的輸出信號就是泄漏的誤差信號。

·在反射測量時減去方向性誤差信號。

方向性誤差是反射測量中產(chǎn)生測量不確定度的主要因素，尤其對于反射較小的器件測量是主要的誤差來源。

Part.2

串?dāng)_誤差

理想情況下，只有通過被測件的傳輸信號到達(dá)接收機，實際上有少量的信號通過分析儀中校準(zhǔn)測量誤差的其它路徑到達(dá)接收機，這部分信號稱為串?dāng)_信號，分析儀通過如下方法確定和減小串?dāng)_誤差：

·校準(zhǔn)時在端口 1 和端口 2 同時連接負(fù)載。

·測量接收機中測量的信號就是分析儀內(nèi)的泄漏信號。