准确测量脉冲信号的S参数(二)
矢量网络分析仪基础
ED
ES
ERT
ED = 方向性 ERT = 反射频响
ES = 源失配
S11A S11M = 测量值
S11A = 实际值
S11M = ED + ERT
S11A 1 - ES S11A
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校准：全双端口12项矢量误差校准
• 有全部12个误差修正项
正向误差模型
反向误差模型
Port 1
Port 2
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• 回波损耗
传输线理论：回波损耗
来自信号源的功率 = Pi
Pi
反射正比于阻抗匹配
回波损耗 RL = - 20Lg（ r ）反射系数按电压表示： G = Vr / Vi r = 1G1
阻抗 不匹配, 不是 50 Ohms
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传输线理论：反射参数
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传输线理论：史密斯圆图
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线性和非线性：为什么测量群延迟？
• 相位波动相同但群延迟不同
相位
相位
群延迟
f
-dd f w
f
-dd f w
群延迟
f
f
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线性和非线性：有无失真 – 网络是否线性的标准
• 饱和、临界、交调、以及其他非线性效应引起的信号失真 • 对系统的影响取绝于系统结构和失真类型和总量
=
+
频率
相位偏移 频率
/格
/格
O
1
O
45
相位
相位
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线性和非线性：群延迟
• 群延迟波动表示相位失真
• 平均延迟是电子延迟
• 跨度对测量的影响非常重要
连接器 特征阻抗 测试方法
连接器特征阻抗测试方法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：连接器是电子设备中广泛应用的一种元件，它们的特征阻抗是连接器性能的一个重要指标。
特征阻抗是指在无限长的传输线上单位长度的电阻性能，是影响信号传输质量和稳定性的重要参数之一。
测量连接器的特征阻抗需要依靠特定的测试方法，下面我们就来介绍一下连接器特征阻抗的测试方法。
一、特征阻抗的定义和作用特征阻抗是指传输线上单位长度内的电阻性能，通常用Z0表示，是连接器本身的一个固有属性。
特征阻抗的大小直接影响到信号传输的速度和质量，对于高频信号的传输特别重要。
当连接器的特征阻抗与传输线的特征阻抗不匹配时，会出现信号波形失真和反射现象，影响信号传输的可靠性和稳定性。
二、特征阻抗的测量方法1、时域法时域法是比较直观和简单的连接器特征阻抗测试方法，主要通过测量连接器上的反射波来计算特征阻抗。
具体测试步骤如下：（1）连接测试仪器：在测试仪器上连接信号源和接收器，连接被测连接器。
（2）发射测试信号：向被测连接器中发送测试信号，记录输入信号波形。
（3）测量反射波：测量连接器上的反射波形，根据反射波和输入信号的差异计算特征阻抗。
时域法的优点是操作简单，可以直观地了解连接器的特征阻抗情况，但缺点是对测试环境的要求较高，影响测试结果的准确性。
2、频域法（2）设置频谱分析参数：设置频谱分析仪的参数，包括频率范围、分析带宽等。
（3）测量S参数：通过频谱分析仪测量连接器的S参数，根据S 参数计算出特征阻抗。
频域法的优点是测量精度高，适用于高频信号传输特性测试，但其缺点是需要较复杂的仪器和操作技术。
三、连接器特征阻抗测试的注意事项1、测试环境要求高：连接器特征阻抗测试需要在无反射环境中进行，测试仪器和连接线的质量及性能对测试结果有极大影响。
2、注意连接方式：连接方式的不同会影响测试结果，必须确保连接器与测试仪器之间的连接有效且稳定。
3、多次验证：为了确保测试结果准确可靠，建议进行多次测试，取平均值作为最终结果。
过程控制系统及仪表智慧树知到答案章节测试2023年青岛大学
第一章测试1.过程控制针对生产过程的主要参数包括：A:压力B:流量C:物位D:温度答案:ABCD2.过程控制技术的发展中，控制策略与算法也经历了由简单控制到复杂控制、先进控制的发展历程。
A:对B:错答案:A3.过程控制系统按照设定值的形式不同划分为：A:随动控制系统B:定值控制系统C:随机控制系统D:程序控制系统答案:ABD4.过程控制系统按照系统结构特点分为：A:前馈控制系统B:反馈控制系统C:复合控制系统D:微分控制系统答案:ABC5.稳定系统的过渡过程包括：A:单调衰减过程B:振荡衰减过程C:等幅振荡过程D:振荡发散过程答案:AB6.衰减比和衰减率是衡量过渡过程稳定程度的动态指标。
A:对B:错答案:A7.最大动态偏差和超调量是衡量过渡过程稳定程度的动态指标。
A:错B:对答案:B8.偏差积分性能指标是系统阶跃响应的综合性能指标。
A:错B:对答案:B9.采用不同的偏差积分性能指标意味着对过渡过程评价的侧重点不同。
A:错B:对答案:B10.过程控制系统中性能指标要求越高越好。
A:对B:错答案:B第二章测试1.数字仪表的分辨率用来表征仪表的灵敏程度。
A:对B:错答案:A2.温度不能直接测量，只能间接测量，其测量方法可以归结为两类：A:接触式测量方法B:红外感应式测量方法C:膨胀式测量方法D:非接触式测量方法答案:AD3.热电偶使用时需要进行冷端温度补偿。
A:对B:错答案:A4.金属热电阻测温精度高，测温范围宽，在工业温度测量中得到了广泛应用。
A:对B:错答案:A5.弹性式压力计的测压敏感元件是：A:记录机构B:电气变换装置C:控制元件D:弹性元件答案:D6.差压式流量计是基于流体流动的节流原理，利用流体流经节流装置时产生的压力差而实现流量测量的。
A:错B:对答案:B7.电气式物位测量是利用敏感元件将物位的变化转换为电量参数的变化，通过测出电量的变化而得知物位的。
A:错B:对答案:B8.超声波液位计的测量精度不高，要提高其测量精度，必须采取措施消除声速变化的影响。
tdt s参数
tdt s参数
TDT（Time Domain Transmissometry）是一种用于测量材料电磁性能的技术，其S参数（散射参数）是描述电磁波在材料中传播特性的重要参数之一。
TDT技术是一种基于时域反射和传输的测量方法，可以测量电磁波在材料中的传播时间、反射系数和传输系数等参数。
在TDT测量中，通常使用高频脉冲信号作为激励源，将信号发射到待测材料中，并接收经过材料反射和传输后的信号。
通过对接收到的信号进行分析处理，可以提取出材料的S参数。
S参数是描述电磁波在材料中传播行为的重要参数，包括反射系数S11、传输系数S21、反向反射系数S12和反向传输系数S22。
其中，S11表示入射波在材料表面的反射系数，S21表示入射波经过材料传输到另一端的系数，S12表示反向入射波在材料表面的反射系数，S22表示反向入射波经过材料传输到另一端的系数。
通过测量S参数，可以了解材料对电磁波的吸收、反射和传输等特性，进而评估材料的电磁性能。
例如，S11和S22可以反映材料表面的反射特性，S21可以反映材料的透射性能，而S12则通常较小，可以忽略不计。
在实际应用中，TDT技术被广泛应用于材料电磁性能的测量，如金属、介质、复合材料等。
通过测量S参数，可以为材料设计、制造和应用提供重要的参考信息，促进材料科学的发展和应用。
总之，TDT技术的S参数是描述电磁波在材料中传播行为的重要参数，通过测量S参数可以了解材料的电磁性能，为材料科学研究和应用提供重要的支持。
准确测量脉冲信号的S参数
准确测量脉冲信号的S参数传统上，矢量网络分析仪被用来测量元件的连续波形(CW)S参数性能。
在这些操作环境下，分析仪常常作为窄带测量仪器工作。
它向元件传输已知的CW频率并测量CW频率响应。
如果我们想查看单个CW频率的响应，我们可以在频率看到单个的频谱。
分析仪具有一个内置的源和接收器，它们被设计成工作在同步模式下，利用窄带检测来测量元件的频率相应。
大多数的分析仪可以配置用来对许多频率进行频率扫描。
在某些情况下，加到元件上的信号必须以一定的速度和持续时间进行脉冲调制(开关)。
如果我们要查看一个单音脉冲调制的频率响应，它将包含无数的频率成分从而使标准窄带VNA的使用变得很困难。
本文讲述了如何使用Agilent科技公司的PNA矢量网络分析仪进行配置并获得准确测量脉冲信号的S参数。
为了查看一个脉冲调制信号的频率响应的频谱是什么样子，我们首先从数学上分析时域响应。
公式1给出了一个脉冲调制信号的时域关系。
它的产生步骤是首先建立一个用脉宽为PW的矩形窗加窗的信号。
然后产生一个shah函数，这个函数包含一个间隔为1/PRF的周期脉冲序列，其中PRF是脉冲重复频率。
这也同可以看作是间隔和脉冲周期相等的脉冲。
而后加窗信号和shah函数卷积，产生一个和脉冲调制信号相应的周期脉冲串： 为了查看这个信号在频域的样子，对脉冲调制信号y(t)进行傅立叶变换： 式2表明脉冲调制信号的频谱是一个抽样的sinc函数，抽样点(信号呈现)和脉冲重复频率(PRF)相等。
图1的左面给出在PRF为1.69kHz和脉冲宽度7μs情况下脉冲调制谱的样子。
图1的右面给出在放大脉冲基调条件下同样的脉冲调制谱。
频谱具有距离基调nPRF的成分，其中n是谐波数。
基音包含测量信息。
PRF音是基音的。
脉冲信号号发生器主要参数测量不确定度的评定
213 合成标准不确定度 ..
1 0 0 0 , 0 0 0 , . 0 0 , . 0 0 , . 0 0 . 0 0 1 0 0 3 1 0 0 1 1 0 0 7 1 0 0 2 0 . 0 0 0
足人们更多的需要.例如安捷伦公司生产的 810 10A 系列脉冲信号发生器, 它的最高重复频率可以达到 35 H , . z边沿时间可以达到 9p.脉冲信号发生器 G 0s 各项指标是否准确直接影响到科研生产及企业的产 品质量, 因此需要对他的各项参数进行校准. 由于测量误差的客观存在, 校准结果只能是被测 量的最佳估计值, 需要对该校准结果的不准确度进行
( 单位均为 k z H)
平均值人=100 2k z . 0OH 00
用贝赛尔公式计算得单次实验标准差:
s= ;
由公式( 得灵敏系数 ) 1 .=alf =1 . , 二=a/f二一1 , sa C Z 8a u人) u关) ( , ( 与 不相关, 所以合成标准不确定度
均匀分布, 包含因子 k , 万 则
u= /二50 一 / . 1 '拓 =28X ' H , 3 k a X . 0 . 1 0 估 9 - k z 0
计 ' 3 =01 自由度 V=5 } /3 . I u u 其 3 0 标准计数器量化误差引入的测量误差为: 士( 量化误差/ 测量时间) x频率=士( X1- / ( 0" 5 半宽度 a 5 1- k , = 0 " z在区间内可认为服从 X H
P 61 M68R标准计数器分辨力引人的不确定度分
s参数动态范围
S参数动态范围：理解与优化
在现代通信系统和电子设备中，S参数扮演着至关重要的角色。
S参数，也称为散射参数，是描述网络输入与输出之间关系的参数。
特别地，S参数的动态范围
是衡量系统性能的重要指标。
S参数动态范围的定义是，系统在保持线性响应的条件下，可以处理的最大和最
小信号幅度之间的比值。
这个范围反映了系统在处理不同幅度信号时的性能。
一个大的动态范围意味着系统可以处理更大范围的信号，从而提高设备的效率和稳定性。
影响S参数动态范围的因素有很多，包括系统架构、材料特性、电路设计等。
要提高S参数动态范围，可以从以下几个方面入手：
1.优化系统架构：通过改进系统的整体架构，可以有效地提高动态范围。
例
如，采用分布式架构可以降低信号的衰减，从而提高动态范围。
2.选择合适的材料：不同的材料对信号的传输和衰减有不同的影响。
选择具
有低损耗、高稳定性的材料，可以提高系统的动态范围。
3.精细的电路设计：电路设计对S参数动态范围的影响不容忽视。
通过优化
电路布局、元件选择和匹配网络，可以显著提高动态范围。
4.信号处理技术：在某些情况下，通过采用先进的信号处理技术，可以在一
定程度上提高动态范围。
例如，自适应增益控制、数字信号处理等。
5.系统校准和标定：定期对系统进行校准和标定，确保其工作在最佳状态，
也是提高S参数动态范围的有效方法。
总的来说，理解并优化S参数动态范围对于提升通信设备和电子系统的性能具有重要意义。
在实际应用中，应综合考虑各种因素，制定出切实可行的优化方案。
示波器的脉冲测量和占空比分析
示波器的脉冲测量和占空比分析示波器是一种用于对电信号波形进行显示和分析的重要仪器。
它可以帮助我们观测信号的振幅、频率、相位等参数，而在实际应用中，脉冲测量和占空比分析是示波器常用的功能之一。
一、脉冲测量脉冲信号是一段宽度较窄、振幅较高的方波信号，在众多电子设备中广泛应用。
脉冲测量是指对脉冲信号的宽度、上升时间、下降时间等参数进行测量和分析。
示波器通过触发功能实现脉冲测量。
触发功能可以使示波器在特定条件下触发信号显示。
常见的信号触发方式有边沿触发、脉冲宽度触发、脉冲计数触发等。
边沿触发是最常见的触发方式。
用户可以选择边沿的类型（上升沿或下降沿），并设置特定的触发电平。
当输入信号满足用户设定的触发条件时，示波器会开始进行信号采集和显示。
在脉冲测量过程中，用户可以选择测量脉冲的宽度、上升时间或下降时间。
示波器会自动对信号进行测量，并在显示屏上给出测量结果。
此外，示波器还可以通过自动测量功能对多个脉冲进行连续测量，并计算平均值、最大值、最小值等参数。
二、占空比分析占空比是指周期性信号中高电平所占的时间比例，通常以百分比表示。
占空比分析是对周期性信号中高低电平时间比例进行测量和分析。
在占空比分析中，示波器首先需要通过触发功能找到一个周期性信号。
用户可以设置触发条件，使示波器能够捕捉到信号的一个完整周期。
然后，示波器通过对信号进行计数和测量，找到信号的高电平时间和周期的比例，即占空比。
通常情况下，示波器会将占空比结果以数字和波形图的形式呈现在显示屏上。
占空比分析在许多应用领域中起着重要作用。
例如，在电源设计中，占空比是评估开关电源输出质量的重要指标。
通过示波器对开关电源输出信号进行占空比分析，可以及时发现并解决信号变形、脉冲失真等问题。
三、结论示波器的脉冲测量和占空比分析功能对于电子工程师而言是非常重要的。
脉冲测量可以帮助工程师准确测量和分析脉冲信号的重要参数，为电子设备的调试和优化提供帮助。
占空比分析则可以帮助工程师评估周期性信号的稳定性和质量，有效解决信号失真等问题。
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准确测量脉冲信号的S参数(二)
频谱归零方法通常在脉冲宽度小于需要数字化和获取一个离散时间数据点的最小时间的时候使用。
因此，必须对一个数据点获取捕获多个脉冲。
在单独的输入脉冲和分析仪的时域抽样之间没有严格的同步。
脉冲调制信号的频域描述具有离散PRF单音，这可以通过滤波滤出，剩下的是基调，它载有测量信息。
在分析仪的下变频过程中，通过滤波去除不希望的噪声和信号分量。
一旦信号被数字化，分析仪应用一个由用户指定中频带宽的数字滤波器。
通常，这个数字滤波器用来减小测量噪声并增加动态范围。
对非脉冲调制信号来说数字滤波算法工作得很好，但是当接收机接收到一个脉冲调制信号的时候会发生什么呢？
利用窄带检测，利用一个数字矩形滤波器消弱接收信号中除了调制基调成分以外的所有成分是很有必要的。
这需要一个最小阻带频率小于脉冲调制信号PRF的滤波器从而具有最优的阻碍。
滤波器过渡斜度需要远离第一个PRF单音(图4，左)，这样对不需要的单音具有最大的阻碍。
这个滤波器会很难设计因为PRF单音会和基频很近。
严格的矩形滤波器在频域有一些折衷，例如在时域具有额外的抖动。
对此，滤波器设计者在频域和时域采用不同的技术获得最佳的性能，同时提供有效的滤波性能。
图4的左面给出用于分析仪中的一个可能的中频数字滤波器的响应。
它在形状上不是矩形，因此如果不加改变地使用，会在频域引入不需要的成分，从而导致测量误差。
另外，这个数字滤波器在频域具有周期排列的零点。
这些零点的周期与接收机的采样速率和数字滤波器的结构成正比。
使用一个微波PNA，通过调整数字滤波器的零点对准不需要的脉冲调制谱成分有可能滤除不需要的信号分量，只留下基频(图5)。
这种滤波技术的一个优点是滤波器的零点。