基于安捷伦VNA网络分析仪实现长延时器件的测量

长延时器件测量连接如图2所示。

　　 图2 测试连接

　　当测量S21的幅度时，幅度相应看起来非常低，甚至会有一些跳变。此时，如果你增加扫描时间，你会发现测试结果会变得准确一些。很显然，问题是由于网络分析仪扫描速度太快导致，但是为什么快的扫描速度会引起较差的测试结果?

　　我们测量长延时器件的S21时，VNA的扫描类型是线性频率扫描，也就是频率随着时间扫描，因此被测件(DUT)的时延会引起输出频率对输入频率有一个频率偏移，频率偏移是由VNA的扫描速率和DUT的时延共同决定：

　　其中Td为被测件电子延时

　　由图2可以看出，DUT的输出信号到达B接收机，依据VNA的工作原理，B接收机被调谐到DUT输入信号的频率，因此DUT输出信号的频率与B接收机的工作频率相差Fshift。最终导致接收机的中频信号并不是在中频滤波器的中心位置，滤波器的裙边会对DUT的输出信号有一些衰减。因此，扫描速率越快，频率偏移越大，S21的幅度下降越严重。如果扫描频率跨越几个VNA频带，S21幅度可能会有跳变现象，因此VNA需要在不同的频带内设置不同的扫描速率，但是对于每个频带可以设置相同的较慢的扫描速率。

　　当你测量长延时器件的S21幅度时，如果发现测试结果不正确，建议几种如下解决方案

　　・降低VNA的扫描速度，直到S21幅度稳定。

　　・使用“Stepped Sweep”步进扫描模式，设置每个频点的驻留时间。

　　・在参考通道，增加一个足够长的电缆，让这个电缆来匹配DUT的时延，但是这个方案会给校准带来一些麻烦。

　　长延时器件的电延时测量问题分析与解决方案

　　很多工程师都知道安捷轮的VNA网络分析仪具有群时延的测量功能，但是很少有人能够准确地测量出长延时器件的电子延时，甚至有时候测量的群时延为负值。针对这一问题，笔者向大家提供三种测试方案。

　　电子延时补偿等效法

　　首先，设置S21的显示格式为Unwrapped Phase，然后调整VNA的Electric Delay进行补偿，直到S21的相位轨迹曲线变得非常平坦。调整时，请注意当曲线的斜率为正值时，说明过补偿。最终的补偿值为被测器件的电子延时长度。
　群时延法

　　群时延的定义如下：

　　 图3 群时延的图像化表示