网络分析仪及其使用（一）

定的网络分析仪系统两方面必须考虑的许多因素的结果。只要可以确定误差源并了解测量方法的理论模型，便能确保最终结果的精度。所得到的不确定度不仅随测量系统而变，而且也随被测件的参数而变。下图是为了确定任何特定测量中的不确定度大小所必须考虑的因素的图解。

影响测量不确定度和给定网络分析仪性能的误差源

1、不确定度

    用于计算任何测量不确定度的模型和分析方法都归结为一个测量误差源的函数的表示式。最终不确定度的典型表示式具有下列形式：

Mag uncert=Systematic+[Random²+(Drift+stability²)]^1/2

式中Mag uncert为幅度测量的不确定度；Systematic为测量系统的系统误差；Random为测量系统的随机误差；Drift+stability为器件或测试系统的漂移特性。

   在这个表示形式中，系统误差是以最坏情况的方式相加，随机误差、漂移误差和稳定性误差则用平方和的平方根（RSS）方式表征，如表示式中的第二项所示。对于一个特定测试系统，了解这些误差的来源和大小对确定所进行的测量的质量是至关重要的。

 系统误差是在校准之后不会发生变化的误差且在测量期间维持稳定。系统误差与实际测试系统复现理想激励—响应测试环境的好坏程度有关。因此，测试系统的剩余方向性、对直通响应的统调以及等效源和负载匹配是可能导致误差的真实系统的测量特性。

一个简单的例子是等效源匹配的误差，若测试系统的信号源不是理想匹配的，则被测件的反射波将被非理性源再次反射，并作为第二个入射波返回被测件，其结果是由于在测试源与被测件之间的多次反射造成的可能测量误差，这个误差的确是随造成多次反射的两个失配的幅度而变，有许多不同的方法可用来改善这类系统误差。在等效源匹配的情况下，在测试端口增加一个固定的衰减器或进行单端口系统校准是能改善视在失配的两种方法。

另一类系统误差与特定网络分析仪系统的检测处理有关。动态精度是大多数测量系统配置中的主要考虑因素。动态精度与接收机在大的幅度范围内精确检测信号的能力有关。在确定接收机可能测量的信号范围时，最大输入信号受接收机输入装置中的压缩限制，而可能检测的最小信号则受接收机本底噪声或受测量硬件中通过不希望路径的信号串扰和漏泄的限制。信号检测电路的固有线性取决于所用接收机检波器的类型。

为了解决各种系统误差问题具体选用何种校准方法，取决于被测件的特性和用于测量的特定网络分析系统。

2、随机误差

随机测量误差的主要来源有噪声源、连接器的重复性和电缆的稳定性。在任何系统中都存在若干噪声源，系统的灵敏度取决于接收机前端下变频器或检波器的噪声。信号源的频谱纯度和接收机本振可能将噪声增加到数据流上。具有可变检测带宽和数据平均的接收机装置提供了减小噪声的某些方法。一般矢量网络分析仪的接收机具有这个功能，用户可以设定接收机的中频带宽，在灵敏度和接收机的扫描速度之间作折衷考虑。

连接器的重复性可能依所用连接器系统的质量而有显著变化。在每种连接器标准中，对所使用的元件存在着不同的质量等级。它们通常被分为工业用连接器、仪器用连接器和精密连接器。相应的元件的成本、容差和射频性能也有所不同。在任何连接器类别中，精密连接器的重复性可能大于60dB，而工业用连接器的重复性则可能小于30 dB。在任何部分特定情况下，连接器的重复性可以通过进行多次连接并测量数据最终的差别来确定。分析应在大量的样本的基础上进行，并用统计方式加以表征。

  电缆是一个主要误差源。若校准之后不移动电缆，则误差一半很小，但这不是系统的典型应用情况。典型情况下，传输相位误差将大于幅度误差。在测量要求极小的移动时，硬线电缆往往更稳定。但若电缆必须经常移动，则优质柔软性电缆是必不可少的。

  漂移和稳定性体现了系统内随时间和温度所发生的变化。这类误差的典型来源可能归因于接收机的下变频和检波随温度而变化。网络分析仪测量系统的许多比值能帮助常用工作方式摆脱对飘移的潜在敏感性。解决这个误差源问题的最适当的办法是，从利用最稳定的硬件着手并在随后经常对测量进行重新校准，以避免在特殊测量环境中出现的一些问题。