מדידות מדויקות הן הבסיס של בדיקות אמינות בתדר רדיו (RF) והנדסת מיקרוגל. ספקטרומספקים וניתוחי רשת הם כלים הכרחיים עבור סיווג אותות ורכיבים, אבל דיוק שלהם מדגימות לאורך זמן בשל הזדקנות רכיב, סחף טמפרטורה וגורמים סביבתיים. Calibration לשחזר מכשירים אלה כדי לתקן ביצועים ידועים, וסימנים מספקים את אותות ההתייחסות החיוניים לתהליך זה על ידי מתן תדרים יציבים, בדיוק ידוע ולוודא כי הם מתאימים לטכנאים, כדי להבטיח את התקני הגנה.

התפקיד הקריטי של מחוללי אותות ב Calibration

גנרטור אותות לפעול כמו סלע המיטות המטרופולין עבור calibration. A טיפוסי הליך קליברציה כרוך המחברת גנרטור אות לנמל קלט של המנתח, ולאחר מכן השוואת המדידה של מנתח של אות ידוע נגד הפלט שצוין של הגנרטור.כל סטייה הופכת גורם תיקון החל על המדידות הבאות.תהליך זה מסתמך על יציבות פנימית ודיוק מודרני של גנרטורים פונקציונליים לא אפשריים (OTC) תוך כדי שמירה על תדרים פנימיים (CX) או צמצם את התדירות גבוהה).

גנרטורים אותות גם לאפשר ריבוי נקודות כוח על פני תדירות ו amplitude טווחs.עבור מנתח ספקטרום, calibration במספר נקודות תדירות רמות כוח מאמת את המגבר הלינימיות של המכשיר, דיוק רוחב פס, וביצוע רצפת רעש.עבור מנתח רשת, אותות בשלב של גנרטור המאפשר תיקון שגיאות, אשר מבטלים שגיאות שיטתיות כמו שגיאות, הן את דיוק רוחביות, הן של אותות.

סוגים של מחוללי אותות המשמשים ב Calibration

RF ו-Fialt Signal Generators

אלה הם העורכים של ניתוחי ספקטרום קליטה וניתוח רשתות בתחום התדר.הם מייצרים אותות רציף גלי (CW) מכמה קילוהרץ עד עשרות של ג'יגההרצץ.מודלים גבוהים מציעים רעש בשלב נמוך מאוד ורזולוציה תדר דק, אשר הם קריטיים להערכת ביצועי הרעש של ספקטרום או טווח דינמי של ניתוח וקטורנר (למשל, אמצעי ניקוי מדויק).

גנרטורים

ידוע גם כנרטורים גלפורים שרירותיים, מכשירים אלה מייצרים חטא, ריבוע, משולש ופענח גלפורים.הם שימושיים במיוחד עבור לחיתוך את יכולות הזמן של מנתחי ספקטרום וניתוחי רשת, כגון מצב אפס-ספא או מדידות סחף עם גירוי חיצוני. גנרטורים עוזרים לאמת את התגובה המבודדת של המנתח ל- unsinal והיכולת הלינימית שלו לדרגות פחות מדויקת.

תגית: Vector Signal Generators (VSGs)

VSGs לייצר אותות מורכבים מודולים - QPSK, QAM, שלDM, ואחרים - בשימוש בתקשורת דיגיטלית מודרנית. הם חיוניים עבור ניתוחי כי בדיקות מערכות אלחוטיות, כגון 5G NR, Wi-Fi 6, או Bluetooth אנרגיה נמוכה. במהלך calibration, VSG מספק פורמט ידוע עם גודל שגיאה מדויקת (MEV) ניתוח ביצועים של הדגמה הוא גם הערכה רחבה של התדירות גבוהה.

קומב גנרטורים ו- Impulse Generators

עבור calibrating amplitude ותגובה תדירות של מנתחי ספקטרום על פני רוחב פס רחב, גנרטורים comb לייצר סדרה של קווים ספקטרליים שווה של דופק אחד. קווים אלה משמשים כמה נקודות התייחסות מרובים מדידה אחת, מאוד להאיץ את calibration. הם שימושיים במיוחד עבור בדיקות EMC וניתוחי בזמן אמת, שבו קלמנטציה מהירה של תדירות הוא צורך.

תגיות: Signal Generator Characteristics Critical for Calibration

יעילות ויציבות

ההתייחסות הפנימית של הגנרטור חייבת להיות במעקב לסטנדרט לאומי, כגון שעון צנטריום או או אוסטרטור בעל רגישות GPS.טעות תדירות במגנרטור ישירות לשגיאה בתדירות של המרשם במהלך הקלייברציה.עבור מנתחי רשת, דיוק תדירות הוא רב ערך כי תיקון מסתמך על מערכות יחסים ידועות.

סליחות ו Flatness

ניתוח Spectrum מנתח דרישות כי הגנרטור תפוקת amplitude ידוע בתוך כמה עשיריות של decibel על טווח התדירות המלא של רמת שטוחות - מנוחה של כוח פלט עם תדירות - צריך להיות פחות מ 0.5 dB. אותות להשתמש גנרטורים רמת בקרה אוטומטית (ALC) ומטרים כוח פנימי כדי לשמור על רמות מדויקות.

טוהר והרמוניה

תוכן הרמוני ומדורג בפלט של הגנרטור יכול לגרום קריאה שגויה בניתוח. A ספקטרום מנתח מדידת אות -20 dBm עלולה לטעות -50 dBc הרמוני כסימן נפרד, המוביל לתיקון קלקלציה כוזב. לכן, גנרטורים המשמשים ל cabration בדרך כלל יש רמות הרמוניות מתחת ל -30 רמות dBc ומדורגות מתחת ל- 60Bccc, בעוד שלב פחות קריטי של מדידה.

אפשרויות ל-Sep and Modulation Capabilities

הליכים רבים של קיטור דורשים מדידות סחף- ⁇ .הגנר חייב להיות מסוגל לטאטא ליניארי או לונארית בכל רחבי הלהקה של המנתח, תוך שמירה על רצף שלב ודירות אמפיריות.עבור ניתוח רשת, הגנרטור פועל לעתים קרובות כעבד לאנליזה, מקבל אותות כדי להתאים את יכולות הטרנספורמציה.

תהליך הקיצור בפירוט

המונחים: Pre-Calibration

לפני חיבור כל ציוד, גם את מחולל האות וגם מנתח צריך להיות חם עד שיווי משקל תרמי - באופן חד משמעי 30 דקות לשעה.הם צריכים להיות ממוקמים בסביבה יציבה עם וריאציות טמפרטורה מינימלית והתערבות אלקטרומגנטית. כבלים ותאים חייבים להיות מאופיין ואת ההפסדים שלהם בחשבון.במעבדות רבות, מערכת קיטור כוללת מזכרת כוח ותדירות התייחסות כדי לאמת באופן עצמאי את התפוקה של הגנרטורים של המערכת הלאומית (N) יש צורך התייחסות לכל הציוד הלאומי (התקן) או התקני התקני התקני התקני התקני התקני התקני התקני התקני התקני התקני התקני התקני התקינה (ה) או תאימות) או תאימות ל- סטנדרטיים (הההההתקן) יש צורך התייחסות ל- סטנדרטיים).

המונחים: Analyzer Calibration Steps

  1. (FLT:0) שקיפות קלברציה: ⁇ 1 , קבע את הגנרטור לתדירות ידועה (למשל 1 GHz) ברמת כוח בינונית (למשל, -20 dBm) התדירות של הסימון של המנתח הוא בהשוואה לתדירות הגנרטור.
  2. (FLT:0) ,Amplitude calibration: ⁇ 1) עם רמת כוח יציבה מן הגנרטור, ה- amplitude Readout של המנתח נבדק על פני נקודות מרובות. A Power מעוקב אחר מדדים לצעדים NIST הכוח בפועל שנמסר לקלט של המנתח.
  3. (FLT:0) אימות רוחב פס של רזולוציה: 1FLT:1 אות הגנרטור נקבע עם פרק זמן צר מאוד. רוחב פס הרעש המוצג של המנתח - החל מנקודות 3DB על תגובת המסנן - הוא בהשוואה להגדרה רוחב פס של פתרון מוגדר.זה מבטיח רעש מדויק ומדפי חשמל הסמוכים.
  4. (FLT:0) בדיקות בטיחות: FLT:1 הפלט של הגנרטור מגוון ב 10 שלבים dB על טווח התפעול שלו.התגובה של המנתח צריכה להיות ליניארית בתוך ±0.5 dB. Non-Liities מתוקנים דרך שולחן מבט בקושחה של המנתח או על ידי התאמה של ה- attenuator.
  5. (FLT:0) רעש ובדיקת מבחנים: FLT:1; אות CW נמוך-phase-noise מוחל, ואת מדדי שלב הרעש במפרקים ספציפיים.

רשתות Analyzer Calibration Steps

רשת Vector מנתחת את ה calibration מורכבת יותר מכיוון שהיא חייבת להסיר שגיאות שיטתיות הן מדרכי המקור והן מפלט.שיטות ההקללה המשותפת כוללות את SOLT (קיצור-Open-Load-Thru) ו- TRL (Thru-Reflect-Line).

  1. (FLT:0System Errorתיקון: FLT:1) הגנרטור משמש כמריצים למדידת תקני ה calibration הידועים (קצר, פתוח, עומס, תולעת) על ידי יישום המדידות הללו, ה-VNA קובע שגיאות קידוד עבור נתיבים קדימה והפוך.
  2. (FLT:0) Power calibration: FLT:1 חיישן כוח ייעודי מחובר לנמל המבחן, ואת רמת הפלט של הגנרטור מותאם להשגת כוח התייחסות calibrated (למשל 0 dBm) זה מבטיח כי s-meters מתייחסים לכוח ידוע.
  3. (FLT:0) ⁇ ⁇ : ⁇ 1) אות הגנרטור משמש למדידת רווח המקלט של VNA ותגובה שלב בתדירות.צעד זה מתקן להבדלים בין מקלטי ההתייחסות והמבחן, המאפשרת מדידות מדויקות של יחס מדויק.
  4. (FLT:0) מעקב אחר שלב: FIRLT:1 ; אות CW יציב מאוד מן הגנרטור משמש כדי לאמת את דיוק המדידה של VNA בשלב של ה-VNA.הלאה של הגנרטור מבטיחה התייחסות קוהרנטית, ומאפשר ל-VNA למדוד שינויים בשלב עם ג'טר מינימלי.

היתרונות של שימוש ב- Signal Generators for Calibration

יציבות ושחיתות

גנרטורים אותות עם הפניות של קיטור בנוי לספק קישור ישיר לסטנדרטים הלאומיים.כאשר נשמר כראוי, גנרטורים אלה מאפשרים לנתחים להשיג אי-ודאות מדידה נמוך כמו ±0.05 dB עבור amplitude ו ±0.1 ppm עבור תדירות. Traceability הוא חיוני עבור עמידה ISO / IEC 17025 תקני איכות המשמשים במעבדות caliation מוכר.

אחריות ושקיפות

שגרת קליברציה אוטומטית מסתמכת על יכולת הגנרטור לייצר אותו אות יום לאחר יום. גנרטור יציב מקטין את מספר ההסרה מחדש ומבטיחה כי תוצאות מניתוחים שונים דומות.זה קריטי בסביבות הייצור שבו מנתחים מרובים חייבים להניב החלטות זהות / חול.

יעילות ומאמץ

גנרטורים אותות מודרניים תומכים בתסריטי כיול אוטומטיים השולטים בגנרטור ונתח בו זמנית.רשת מלאה בת 4port מנתחת את קלברציה ניתן להשלים תוך 10 דקות עם גנרטור וקטורת אותות מודרניים ותוכנה, בעוד כיור ידני עשוי לקחת שעה.מהירות זו חיונית עבור רצפות מבחן ייצור בינוניות.

שילוב עם אנליסטים מודרניים

מנתחי ספקטרום רבים מנתחים ונתחי רשתות מיצרנים מובילים כמו Keysight, Rohde & שוורצ, ו-Anritsu כוללים עוזרי קליברציה שנבנו לתקשר עם הגנרטור באמצעות LAN או USB.הגנרטור שולח אותות בעוד התיקונים של מנתח, ומייצר תעודת כיור ללא התערבות מפעילת.

טכניקות מתקדמות של

2-Tone ו- Multi-Tone Calibration

עבור calibrating את העיוות הבין-מודוליבי (IMD) של מנתחי ספקטרום, גנרטורים אותות מספקים שני גוונים מעוקלים (למשל, 1 MHz בנפרד) עם אמפליטודה שווה. נקודת הירוט השלישית הממדדה של המנתח (IP3) בהשוואה למוצרי הבין-ממדיים הידועים.טכניקה זו מאמת את יכולת הניתוח לבודד בנוכחותם של אותות חזקים.

איור: Calibration

מדידות חומר רעש דורש מקור רעש, אבל ניתן להשתמש גם גנרטור אותות בכמה מתקנים.על ידי מעבר בין כוח רעש חם קר ידוע, את דמות הרעש של המנתח ניתן לאמת.

תגית: Signal Calibration

מערכות Radar ו- הדופק-RF דורשות כיבוד עם אותות הדופק. גנרטורים אותות לייצר דופק עם רוחב משתנה, תקופה, ולהגדיל את הזמן. מנתחים ספציפיים במצב אפס-ספאם מדד כוח הדופק ואת מחזור החובה; המאפיינים הידועים של הגנרטור מאפשרים אימות של תיקונים הדופק desensitization ודיוק כוח שיא.

Real-Time Spectrum Analyzer (RTSA) Calibration

RTSAs דורשים קליברציה על פני רוחב הפס המיידי שלהם, לעתים קרובות 100 MHz או יותר. קומב גנרטורים או מקורות רב טון מ גנרטור אות וקטור משמשים ליצירת תדירות מכסה את רוחב הפס המלא.התגובה ספקטרלית של המנתח הוא אז שווה לייצר גודל שטוח ואת השלב ליניארי מעבר רוחב הפס ללכוד.זה מבטיח כי אותות transient הם נתפסים במדויק.

הבטחת אחריות וסטנדרטים

עבור קליברציה להיות בתוקף, גנרטור האות עצמו חייב להיות מודבק מעת לעת נגד תקן גבוה יותר. מכונים מטרופולין לאומי, כגון NIST בארצות הברית או PTB בגרמניה, לשמור על סטנדרטים ראשוניים לתדירות וכוח. מעבדות קיטור מסחרי מציעים חבילות שירות אשר להתאים את ההתייחסות הפנימית של הגנרטור ולאמת הביצועים שלה נגד התקנים אלה.

ארגונים לאחר ISO / IEC 17025 חייבים לשמור תיעוד של תעודות כיול לכל מחוללי האות המשמש כמקורות התייחסות.תעודות אלה צריכות לכלול אי-וודאויות מדידה, תנאים סביבתיים, ושרשרת העקביות.כאשר מעדים מנתח, הטכנאי חייב לתעד את המספר הסידורי של הגנרטור, תאריך קיטור, ואת ההגדרות הספציפיות המשמשות.

(ב) לקריאה נוספת על העקביות, מומלץ להתייעץ עם מדריך NIST על FLT:0 calibration Services MPEGFLT:1 ; ⁇ יישום מעשי של Keysight Technology להסביר כיצד לבחור גנרטור אות עבור VNA calibration (FLT:2Application Note 5989-9EN545) 5453FLT) LT & שוורצ'ל מספק גם משאבים מקיפים על ספקטרום ניתוח קלוליברליזציה באמצעות אותות (RERRRAL)

מלכודות נפוצות וכיצד להימנע מהם

שגיאות של חוסר התאמה ו- VSWR

כאשר המחברים גנרטור אותות לניתוח, חוסר התאמה גורם השתקפות מעוות את הכוח נמסר. A 50 ⁇ גנרטור לתוך 50 ⁇ מנתח צריך להיות יחס גל עומד מתח (VSWR) מתחת 1.2:1.שימוש כבלים באיכות גבוהה ו אטמונרטורים בפלט של הגנרטור (למשל, 10DB) משפר את ההתאמה ולהפחית את אי הוודאות.

המונחים: the Analyzer

החל מרמת כוח גבוהה מדי לקלט של המנתח - במיוחד מנתח ספקטרום רגיש מראש - יכול להזיק לערבב או אטמוטור.תמיד להתחיל עם הפלט הגנרטור להגדיר היטב מתחת דירוג הקלט המקסימלי של המנתח (לעתים קרובות -30 dBm עבור קלטות preamplifier). השתמש ב Attenuator הפנימי או החיצוני של המנתח כדי להגן על המכשיר.

טמפרטורה Drift

שני הגנרטורים והניתוחים רגישים לטמפרטורה.לאחר חימום, טמפרטורת החדר צריכה להישאר יציבה בתוך ±1 ° C במהלך calibration.אם הטמפרטורה הפנימית של הגנרטור משתנה, כוח התפוקה והתדירות שלו עשויים לסחף, תוך אימות של ה calibration. עבור עבודה גבוהה, להציב את הכלים במצר חום מבוקר טמפרטורה או לאפשר זמן חם יותר.

המונחים: insufficient Signal-to-Noise Ratio

כאשר חודרים לינאריות של אמפירית ליד רצפת הרעש, כוח הגנרטור חייב להיות גבוה מספיק כדי לתת קריאה ברורה מעל רמת הרעש הממוצעת של המנתח (DANL). כלל אצבע הוא להגדיר את הפלט הגנרטור לפחות 20DB מעל DANL עבור המדידות אמינות.

מגמות עתידיות ב-Desul Generator- Based Calibration

כמו תקשורת אלחוטית לדחוף לעבר תדרים גבוהים יותר (מילמטר-גל, תת-THz) ופס רוחב פס רחב יותר, גנרטורים אותות חייב לשמור על קצב.פתרונות מתעוררים כוללים גנרטורים קומפקטיים, פס רחב המבוססים על טכנולוגיית סיליקון (SiGe) המסוגלת לייצר אותות עד 110 GHz עם רעש בשלב נמוך. . ⁇ של מנתחים בלהקות אלה דורשות עם מכפילים מובנות, os מקומיים, , , אורגניזמים מקומיים, ופוחיות, ופוכות, ומערב, מיקס.

גנרטורים אותות מוגדרים תוכנה הם גם צובר מתח.מכשירים אלה מאפשרים שדרוגים קושחה להוסיף פורמטים חדשים ו שגרתיות קלמנטציה ללא שינויים בחומרה.אינטליגנציה מלאכותית (AI) מתחילה לסייע בהליכים של קידוד על ידי חיזוי דפוסי סחף ומציע מרווחי קליברציה אידיאליים המבוססים על נתונים היסטוריים.

מסקנה

גנרטורים אותות התייחסות מדויקים, יציבים ועקביים, הם מאפשרים למהנדסים וטכנאים לשמור על דיוק המדידה הנדרש עבור יישומי RF ומיקרוגל מודרניים. על ידי מתן אותות התייחסות מדויקים, יציבים, וקטורת התייחסות מדויקת, או קוב - תלוי בטווח של תוצאות הניתוח, מודולציה צריכה, קלורציה והתאמה מתאימה של מערכות אבטחה, כמו גם דבקות, כמו גם ביצועים חזקים של מערכות אבטחה, כמו גם סודיות, כמו גם סודיות, כמו גם סודיות, כמו גם סודיות, כמו גם סודיות, כמו סודיות, כמו סודיות, כמו סודיות, כמו גם סודיות של מערכות אבטחה, כמו גם סודיות, כמו סודיות של מערכות אבטחה, כמו סודיות, כמו גנרטור, סודיות, כמו גם סודיות, סודיות, סודיות, סודיות, או סודיות של מערכות אבטחה, כמו סודיות, סודיות, סודיות, סודיות, סודיות, , , למערכות אבטחה , סודיות, סודיות, , כמו , כמו סודיות, סודיות של מערכות אבטחה סודיות, כמו סודיות, סודיות, , סודיות, סודיות, סודיות, סודיות של מערכות אבטחה , סודיות, סודיות, כמו סודיות