矢量混频器校准

• 概述

• 表征校准混频器（带有 IF 滤波器）

• 执行校准混频器的表征

• 表征平衡混频器测量的校准混频器（带有 IF 滤波器）

• 执行表征

矢量混频器校准概述

E5071C 具有矢量混频器校准功能，可用于测量频率转换设备。

通过组合使用校准标准（开路/短路/负载）、带有 IF 滤波器的校准混频器以及 E5071C 中加入的网络去嵌入功能，矢量混频器校准允许测量混频器变频损耗的幅度、相位和群时延。

通过使用两台校准混频器（各配有一台 IF 滤波器），也可以进行平衡混频器测量。

• 矢量混频器校准只可用于扫频 IF 测量，而不能用于固定 IF 或固定 RF 测量。

在完成全 2 端口校准之后，通过使用网络去嵌入功能消除校准混频器和 IF 滤波器的特性，即可进行矢量混频器校准。使用上变频/下变频的方法，可以为输入和输出端口指定相同的扫描测量频率，从而在目标端口终结处启用全 2 端口校准。因此，利用网络去嵌入功能从所有测量结果中消除带有 IF 滤波器的校准混频器的特性之后，只能获得被测量混频器 (DUT) 的特性。

• 由于矢量混频器校准中使用了上变频/下变频的方法，所以未使用频偏功能。

矢量混频器校准概述

矢量混频器校准要求带有 IF 滤波器的校准混频器的特性数据。

被测混频器

被测混频器 (DUT) 是指测量的未知目标混频器。然而，一个满足校准混频器要求的被测混频器即可用作校准混频器。

校准混频器（带有 IF 滤波器）

为了支持上变频/下变频的测量系统，需要使用校准混频器。还必须预先评估校准混频器的频率响应特性。矢量混频器校准法只靠利用网络去嵌入功能从测量结果中消除校准混频器的特性，便能获得被测混频器的特性。可以利用 IF 滤波器来选择任何所需的变频分量，例如 RF+LO、RF-LO 和 LO-RF。和网络分析仪和测试电缆一样，可以将校准混频器和 IF 滤波器视为测试系统装置的一部分；在整个校准或测量过程中，它们被连接在同一位置。

• 该频段必须等于或大于被测混频器的频段。如果要使用一个装置来测试多个混频器，则应选择可覆盖目标测试设备所有频率的多种校准混频器。

表征校准混频器（带有 IF 滤波器）

在矢量混频器校准中，必须对带有 IF 滤波器的校准混频器作出表征。如下图所示，将目标混频器（带有 IF 滤波器）连接到执行矢量校准的网络分析仪端口上，然后将开路、短路和负载标准连接到 IF 滤波器的末端，以启动反射测量。测试端口上的被测信号包括来自混频器 RF 端口的反射信号、经混频器变频然后由 IF 滤波器反射的 IF 信号 (IF+)，以及通过 IF 滤波器后由校准标准反射的 IF 信号 (IF-)。

可以用 1 端口误差模型来描述校准混频器的特性，每个误差项可由对单个标准进行反射测量所得到的 ΓO、ΓS 和 ΓL 确定。

校准混频器（带有 IF 滤波器）的特性评估

• 校准混频器必须是互易的。术语“互易”是指变频损耗的幅度和相位在正反两个方向都相等。当向 RF 端口输入测量信号时，在测量 IF 端口的输出信号期间将发生正向变频损耗。相反，当向 IF 端口输入测量信号时，在测量 RF 端口的输出信号期间将发生反向变频损耗。

• 对于精密校准，在组合使用校准混频器和 IF 滤波器时，每个方向的变频损耗都必须小于 10 dB。变频损耗在任何方向超过 15 dB，都会显著降低校准精度。

校准混频器（带有 IF 滤波器）的表征步骤

E5071C 预安装有一个 VBA 宏程序（矢量混频器表征），用于对带有 IF 滤波器的校准滤波器进行表征。

执行校准混频器的表征

1. 设置激励条件

设置要校准通道的激励条件。有关必须进行的步骤，请参考设置激励条件。
还必须事先设置外部信号源。有关必须进行的步骤，请参考设置外部信号源。

2. 运行 VBA 宏程序

• 为了对带有 IF 滤波器的校准滤波器进行表征，尽管 1 端口校准同样可用，但建议进行全 2 端口校准。这是因为全 2 端口校准可简化评估步骤。有关此问题的描述，请参见矢量混频器校准概述。有关全 2 端口校准的详细信息，请参见全 2 端口校准。

加载 VBA 项目，然后运行它。

1. 按“Macro Setup”（设置宏程序）。

2. 单击“Load & Project”（加载和项目）。

3. 在“Open”（打开）对话框中，指定文件名为 D:AgilentMixerCharacterization.vba，然后按“Open”（打开）按钮。

4. 按“Macro Run”（运行宏程序）以运行宏程序。

5. 出现以下对话框。单击“OK”（确定）。
   
   当对“1 通道和 4 迹线”设置的测量点多于 1601 个时，E5071C VBA 宏功能可能需要更多的时间进行操作。

矢量混频器表征宏程序

3. 选择测量端口

选择 1 端口校准端口（上图中的 1）。

• 如果设置为全 2 端口校准，请选择任意端口。

4. 设置 IF 频率

根据校准混频器的 IF 频率，从 RF+LO、RF-LO 和 LO-RF 中选择 IF 频率（上图中的 2）。

• 显示在矢量混频器表征宏程序中的数字是在 E5071C 中设置并从中读取的频率。同时，还必须将最小 IF 频率设置为大于 0 kHz。
  IF BW 必须设置为远小于 IF 频率的值。

5. 选择校准套件

选择校准套件（上图中的 3）。

• 显示在矢量混频器表征宏程序中的机械校准套件是在 E5071C 中注册并从中读取的频率。如果 Ecal 模块已连接到 E5071C，则 ECal 会自动选择。

6. 测量带有 IF 滤波器的校准混频器（使用校准套件时）

将校准混频器连接到已完成 1 端口校准的测试端口之一，如下图所示：

校准混频器（带有 IF 滤波器）的连接

•  如果设置为全 2 端口校准，则选择任意端口。

• 当用于分配 LO 信号的功率分配器连接到被测混频器时，建议对带有 IF 滤波器的校准混频器进行表征。在使用上变频/下变频方法的矢量混频器校准中，LO 信号的功率将通过功率分配器分配给校准混频器和被测混频器。在对校准混频器进行特性评估期间，校准混频器驱动器所用的 LO 功率电平必须等于已连接的被测混频器的 LO 功率电平。这是因为 LO 信号的功率电平会对混频器的变频损耗和反射系数产生极大影响。

1. 选择“CalKit”（校准套件）（上图中的 ３）。

2. 从“CalKit”（校准套件）菜单中选择校准套件的类型编号（上图中的 ４）。

3. 单击“Open”（开路）按钮（上图中的 ５），启动开路中的测量。

4. 单击“Short”（短路）按钮（上图中的 ６），启动短路中的测量。

5. 单击“Load”（负载）按钮（上图中的 ７），启动负载中的测量。

7. 测量带有 IF 滤波器的校准混频器（使用 ECal 模块时）

使用 ECal 表征校准滤波器

1. 选择“ECal”（电子校准）（上图中的 １）。

2. 选择用于 Ecal 模块的端口（上图中的 ２）。

3. 单击“Measure”（测量）按钮（上图中的 ３）以启动测量。

8. 保存特性数据并关闭 VBA 宏程序

1. 按“Save”（保存）按钮（上图中的 ８），打开“Save”（保存）屏幕。

2. 按“Save”（保存）按钮，为带有 IF 滤波器的校准混频器的特性数据指定名称。然后，将它保存到 Touchstone 文件中。 如果选中“Setup”（设置）选项（上图中的 ９），所保存的特性数据将设置为网络去嵌入的特性数据文件，该文件用于工作通道的指定端口，同时将启用夹具仿真器功能。如果未选中，则仅保存特性数据。

3. 单击“Close”（关闭）按钮（上图中的 10）以退出宏程序。

表征平衡混频器测量的校准混频器（带有 IF 滤波器）

随 E5071C 提供的 VBA 宏程序（矢量混频器表征）允许对用于平衡混频器测量的校准混频器（带有 IF 滤波器）进行表征。用于平衡混频器测量的校准混频器（带有 IF 滤波器）的表征步骤，基本上与用于常规混频器测量的步骤相同；然而，平衡混频器测量需要使用带有 IF 滤波器的校准混频器的两个特性数据，如下图所示。

将目标校准混频器（带有 IF 滤波器）连接到已进行校准的网络分析仪端口上，然后将开路、短路和负载标准连接到 IF 滤波器的终端，以启动反射测量和表征。对于平衡混频器，带有 IF 滤波器的校准混频器之间 LO 信号的相位差仍会作为误差，这是因为带有 IF 滤波器的每个校准混频器是独立进行表征的。因此，必须对两个已表征校准混频器（带有 IF 滤波器）之间的相位差进行校准。

用于平衡混频器的校准混频器（带有 IF 滤波器）的特性评估

执行表征

1. 表征校准混频器（带有 IF 滤波器）

利用任意两个端口，测量用于测量平衡混频器的每个校准混频器（带有 IF 滤波器）的特性数据。

设置要校准通道的激励条件。有关必须进行的步骤，请参考设置激励条件。
还必须事先设置外部信号源。有关必须进行的步骤，请参考设置外部信号源。

• 如果要对带有 IF 滤波器的校准混频器进行表征，建议预先进行全 4 端口校准，因为它可以简化评估步骤。有关全 4 端口校准的详细信息，请参见全 4 端口校准。

1. 按“Macro Setup”（设置宏程序）键。

2. 单击“Load & Project”（加载和项目）。

3. 在“Open”（打开）对话框中，指定文件名为 D:AgilentMixerCharacterization.vba，然后按“Open”（打开）按钮。

4. 按“Macro Run”（运行宏程序）以运行宏程序。

5. 选择“Port 1”（端口 1）（上图中的 1），以对带有 IF 滤波器的校准混频器 1 进行表征。在这种情况下，数据会保存到临时文件 (MIXER_1.s2p) 中。

6.  选择“Port 2”（端口 2）（上图中的 1），以对带有 IF 滤波器的校准混频器 2 进行表征。在这种情况下，数据也会保存到临时文件 (MIXER_2.s2p) 中。

• 有关表征校准混频器的详细信息，请参见校准混频器（带有 IF 滤波器）的表征步骤。

7. 单击“(Optional) Balanced Mixer”（（可选）平衡混频器）（上图中的 2）。

矢量混频器表征宏程序

8. 当运行矢量混频器表征时，会自动将预测量的校准混频器（带有 IF 滤波器）的数据文件 (MIXER_1.s2p、MIXER_2.s2p) 读入宏程序中（上图中的 1）。

• 如果在读取带有 IF 滤波器的校准混频器的数据文件时出现故障，则只使用一个端口（而非两个端口）来完成表征。

平衡混频器表征宏程序

1. 选择测量端口（上图中的 2），然后在校准混频器的 IF 端口之间连接一个直通段，以校正用于校准混频器（带有 IF 滤波器）的 LO 信号的相位差。

2. 按“Execute”（执行）（上图中的 3）按钮，以进行相位误差校正并在原始数据文件上重写结果。

• 选择测量端口时，如果没有为夹具仿真器的网络移去功能设置带有 IF 滤波器的校准混频器数据文件 (*.s2p)，则无法运行“Execute”（执行）功能。

• 相位误差校正数据针对注册到任意两个端口上的校准混频器数据文件的相位信息，反映 LO 信号的相位差。

3.  按“Close”（关闭）按钮（上图中的 4）以退出宏程序。