矢量网络分析仪的使用——实验报告

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传输矢量信号测量中矢量网络分析仪的应用探讨

传输矢量信号测量中矢量网络分析仪的应用探讨

传输矢量信号测量中矢量网络分析仪的应用探讨传输矢量信号测量是一种重要的电子测试技术,广泛应用于无线通信、广播电视、雷达等领域。

矢量网络分析仪是传输矢量信号测量的重要仪器,它能够精确地测量复杂的高频信号和系统性能,对于信号的传输特性和系统的调试具有非常重要的意义。

本文将探讨矢量网络分析仪在传输矢量信号测量中的应用。

矢量网络分析仪是基于S参数原理设计的仪器。

它能够测量输入端和输出端之间的电学参数,如传输系数、反射系数等。

除了测量传输特性外,矢量网络分析仪还能够分析各种反射、衰减、带通等的特性,从而分析信号的传输特性和系统的性能。

在无线通信系统中,矢量网络分析仪可用于测试天线及其附件之间的传输特性,以确定系统的总效率、传输和接收信号的强度。

当测试毫米波段和高频干扰时,矢量网络分析仪也可用于检测接收到的信号的反射系数。

此外,矢量网络分析仪还可进行全波匹配,从而提高信号的传输特性并消除干扰,确保信号质量和传输能力的稳定性。

在广播电视系统中,矢量网络分析仪可用于测试传输系统的各个环节。

它可以测量视频信号的传输系数、音频信号的带宽、信噪比、调制深度等,从而确定信号的质量和传输能力。

在广播电视系统的调试过程中,矢量网络分析仪能够及时发现各种故障并进行修复。

此外,矢量网络分析仪还可用于信号的虚拟频道和网络管理。

在雷达系统中,矢量网络分析仪可用于测试发射器和接收器之间的传输特性,以及回波信号的强度和方向性。

当雷达系统在复杂环境下工作时,矢量网络分析仪可以快速分析各种干扰、反射等因素,从而优化系统性能,提高雷达检测和跟踪的准确性。

总之,矢量网络分析仪在传输矢量信号测量中具有广泛的应用。

它能够通过精确的测试和分析,发现各种故障和隐患,并及时修复和优化。

在未来的无线通信、广播电视、雷达等领域中,矢量网络分析仪将会变得越来越重要,为我们提供更加高效和精确的测试和分析服务。

矢量网络分析仪使用教程

矢量网络分析仪使用教程

矢量网络分析仪使用教程矢量网络分析仪(Vector Network Analyzer,简称VNA)是一种用于测量和分析电磁器件和电路的工具。

它可以通过模拟和数字信号处理技术,对电压和电流的振幅、相位以及其它参数进行精确测量。

本教程将介绍如何正确使用矢量网络分析仪进行测试和分析。

1. 连接仪器:首先,将矢量网络分析仪的射频输出端口与待测设备连接。

确保连接的线缆和连接头无损坏,并保持良好接触。

接下来,将矢量网络分析仪的射频输入端口与信号源连接,用以提供测试信号。

同样,确保连接线缆无损坏,保持良好接触。

2. 设置测试参数:通过矢量网络分析仪的操作界面,设置测试参数。

通常包括频率范围、功率级别、带宽等。

根据测试的需求,选择适当的参数设置。

3. 校准:在进行任何测试之前,必须进行校准。

校准过程旨在消除测试系统中的误差,确保测量结果的准确性。

常见的校准方法包括开路校准、短路校准和负载校准。

根据厂家提供的说明书,按照指示进行校准操作。

4. 进行测量:校准完成后,可以开始进行测量。

根据需要选择所需的测量参数,如S参数、功率、相位等。

通过修改测试参数,可以获取更详细的信息。

5. 分析数据:测量完成后,可以对数据进行分析。

矢量网络分析仪通常提供丰富的数据分析和显示功能。

可以通过画图、计算和查看不同参数的数值等方式,深入了解被测设备的性能特征。

6. 导出结果:最后,将测量结果导出到计算机或其他设备中。

矢量网络分析仪通常提供多种数据导出格式,如CSV、TXT 等。

选择合适的格式,并保存数据。

以上是使用矢量网络分析仪的基本步骤。

根据具体的应用场景和要求,可能还需要进行更复杂的操作和分析。

因此,在实际使用中,建议参考矢量网络分析仪的用户手册和厂家提供的技术支持,以获得更详细的指导和帮助。

电磁波吸收性能测试实验报告

电磁波吸收性能测试实验报告

电磁波吸收性能测试实验报告一、实验目的本实验旨在研究不同材料对电磁波的吸收性能,通过测量和分析相关数据,评估材料的电磁波吸收能力,为电磁波防护和相关应用提供参考依据。

二、实验原理电磁波在传播过程中,当遇到具有一定电导率和磁导率的材料时,会发生反射、折射和吸收等现象。

材料对电磁波的吸收性能主要取决于其电磁参数,如介电常数和磁导率。

通过测量材料在不同频率下的反射系数和传输系数,可以计算出材料的电磁波吸收系数,从而评估其吸收性能。

三、实验设备与材料1、矢量网络分析仪:用于测量电磁波的反射系数和传输系数。

2、同轴测试夹具:用于固定和连接测试样品。

3、电磁波吸收材料样品:包括不同种类、厚度和成分的材料。

四、实验步骤1、准备实验样品选取不同的电磁波吸收材料,按照规定的尺寸进行裁剪和加工。

确保样品表面平整、无缺陷,以保证测量结果的准确性。

2、连接测试设备将矢量网络分析仪与同轴测试夹具连接好,并进行校准。

将测试样品放入同轴测试夹具中,确保接触良好。

3、测量反射系数和传输系数设置矢量网络分析仪的工作频率范围和测量点数。

进行测量,记录不同频率下的反射系数 S11 和传输系数 S21。

4、数据处理与分析根据测量得到的反射系数和传输系数,计算电磁波吸收系数。

绘制电磁波吸收系数随频率变化的曲线。

五、实验结果与分析1、不同材料的吸收性能材料 A:在低频段表现出较低的吸收系数,随着频率的增加,吸收系数逐渐增大,在某一频段达到峰值后逐渐下降。

材料 B:在较宽的频率范围内具有较为稳定的吸收性能,吸收系数相对较高。

材料 C:在高频段显示出良好的吸收效果,但在低频段吸收性能较差。

2、材料厚度对吸收性能的影响对于同一种材料,随着厚度的增加,吸收系数普遍增大。

但当厚度增加到一定程度后,吸收性能的提升不再明显。

3、实验误差分析测量过程中的连接不稳定可能导致数据波动。

样品的制备精度和表面平整度也会对测量结果产生一定影响。

六、结论通过本次实验,我们对不同电磁波吸收材料的性能有了较为深入的了解。

矢量网络分析仪的使用

矢量网络分析仪的使用

矢量网络分析仪的使用一、实验目的1.初步掌握矢量网络分析仪的操作使用方法;2.掌握使用矢量网络分析仪测量微带传输线在不同滤波器下的s参数,幅值,相角(arg),损耗,驻波比;二、实验仪器射频微波与天线的接收装置,两根SMA线三、实验内容及步骤1.连接带通滤波器的滤波输入和矢量分析仪的DET端口,滤波输出和矢量分析仪的DUT端口,可通过显示屏观察S11反射系数和S21传输系数的特性参数。

2.利用鼠标点击device选择cmo3,此时可以通过图形上方S11下拉箭头处进行参数切换。

3.再次点击device选择sweep parameters设置频率范围和频点,带通滤波器频率范围为1500MHZ-3000MHZ,低通滤波器为200MHZ-3000MHZ,频点设为500。

4.点击左下角加号可显示图中频率对应的数值,拖动滑块可改变频率。

四、实验结果及分析1、低通滤波器相对电平(mag(s11))-11.3dB相位(arg)-11.3°模值(|z|)82Ω实部(z_re(s11))79.6Ω虚部(z_im(s11))-19.8Ω驻波比(swr(s11))1.742、高通滤波器相对电平(mag(s11))-12.2dB相位(arg)-22.4°模值(|z|)78.6Ω8实部(z_re(s11))77.2Ω虚部(z_im(s11))-15.1Ω驻波比(swr(s11))1.663、带通滤波器相对电平(mag(s11))-7.1dB相位(arg)-39.2°模值(|z|)96.7Ω实部(z_re(s11))79.2Ω虚部(z_im(s11))-55.1Ω驻波比(swr(s11))2.604、带阻滤波器相对电平(mag(s11))-6.6dB相位(arg)-4.3°模值(|z|)137.7Ω实部(z_re(s11))136.9Ω虚部(z_im(s11))-11.7Ω驻波比(swr(s11))2.765、带通滤波器LTCC相位(arg)-15°模值(|z|)58Ω实部(z_re(s11))40Ω虚部(z_im(s11))42Ω驻波比(swr(s11))2.6。

矢量网络分析仪

矢量网络分析仪

矢量网络分析仪矢量网络分析仪是一种广泛应用于通信、无线电设备和电子电路实验的精密测试仪器。

它可以测量电路中各种参数,如反射系数、传输系数和阻抗等,并为分析电路的性能提供数学模型。

本文将对矢量网络分析仪的原理、结构和应用进行详尽介绍。

一、矢量网络分析仪的原理矢量网络分析仪的原理是基于麦克斯韦方程组和电磁场理论。

在基础电磁理论的基础上,矢量网络分析仪将电信号分为正弦波和相位两部分进行测量,通过计算这些部分的幅度和相位差异,可以确定电路中各种参数的值。

这里简单介绍一下矢量网络分析仪的基本工作原理。

1.1 反射系数的测量反射系数是指信号在电路中反射时与源信号之间的关系。

在矢量网络分析仪的测量中,反射系数的测量可以通过向电路输入一个特定频率的正弦信号,并在电路的接收端检测到其反射信号,然后测量两个信号之间的相位和振幅差异,来计算反射系数的值。

1.2 传输系数的测量传输系数是指信号从电路的输入端到输出端的传输效率。

在矢量网络分析仪的测量中,传输系数可以通过在电路的输入端和输出端分别加入正弦信号,并测量两个信号之间的相位和振幅差异,来计算传输系数的值。

1.3 阻抗的测量阻抗是指电路对电流和电势差的响应,其强度和方向受到电路的各种参数的影响。

在矢量网络分析仪的测量中,阻抗可以通过向电路输入一个特定频率的正弦信号,并通过测量电路中的电流和电势差,来计算阻抗的值。

二、矢量网络分析仪的结构矢量网络分析仪的结构主要分为三部分:源信号、接收器和计算机控制系统。

源信号负责向电路中输入正弦信号,接收器负责检测电路中的反射和传输信号,计算机控制系统则负责数据处理和分析。

下面将对这些部分的结构和功能进行详细介绍。

2.1 源信号源信号是矢量网络分析仪的核心部分之一。

它主要通过向电路中输入不同频率和振幅的信号来测量电路的性能。

源信号通常由射频信号发生器(RF signal generator)或特定的示波器(oscilloscope)提供,其输出功率和波形必须具有高度稳定性和可控制性。

微波测量技术实验报告

微波测量技术实验报告

一、实验目的1. 理解微波测量技术的基本原理和实验方法;2. 掌握微波测量仪器的操作技能;3. 学会使用微波测量技术对微波元件的参数进行测试;4. 分析实验数据,得出实验结论。

二、实验原理微波测量技术是研究微波频率范围内的电磁场特性及其与微波元件相互作用的技术。

实验中,我们主要使用矢量网络分析仪(VNA)进行微波参数的测量。

矢量网络分析仪是一种高性能的微波测量仪器,能够测量微波元件的散射参数(S参数)、阻抗、导纳等参数。

其基本原理是:通过测量微波信号在两个端口之间的相互作用,得到微波元件的散射参数,进而分析出微波元件的特性。

三、实验仪器与设备1. 矢量网络分析仪(VNA)2. 微波元件(如微带传输线、微波谐振器等)3. 测试平台(如测试夹具、测试架等)4. 连接电缆四、实验步骤1. 连接测试平台,将微波元件放置在测试平台上;2. 连接VNA与测试平台,进行系统校准;3. 设置VNA的测量参数,如频率范围、扫描步进等;4. 启动VNA,进行微波参数测量;5. 记录实验数据;6. 分析实验数据,得出实验结论。

五、实验数据与分析1. 实验数据(1)微波谐振器的Q值测量:通过扫频功率传输法,测量微波谐振器的Q值,得到谐振频率、品质因数等参数;(2)微波定向耦合器的特性参数测量:通过测量输入至主线的功率与副线中正方向传输的功率之比,得到耦合度;通过测量副线中正方向传输的功率与反方向传输的功率之比,得到方向性;(3)微波功率分配器的传输特性测量:通过测量输入至主线的功率与输出至副线的功率之比,得到传输损耗。

2. 实验数据分析(1)根据微波谐振器的Q值测量结果,分析谐振器的频率选择性和能量损耗程度;(2)根据微波定向耦合器的特性参数测量结果,分析耦合器的性能指标,如耦合度、方向性等;(3)根据微波功率分配器的传输特性测量结果,分析功率分配器的传输损耗。

六、实验结论1. 通过实验,掌握了微波测量技术的基本原理和实验方法;2. 熟练掌握了矢量网络分析仪的操作技能;3. 通过实验数据,分析了微波元件的特性,为微波电路设计和优化提供了依据。

矢量网络分析仪使用教程

矢量网络分析仪使用教程

矢量网络分析仪使用教程矢量网络分析仪(Vector Network Analyzer,简称VNA)是一种用于测量和分析电磁网络参数的高精度仪器。

它主要用于测试和优化射频和微波器件的性能,如天线、滤波器、放大器、集成电路等。

本文将为您提供一份针对矢量网络分析仪的使用教程,帮助您快速上手使用该仪器。

一、仪器介绍矢量网络分析仪是一种精密仪器,主要由信号源、接收器和调制器等组成。

它能够通过在被测设备上施加相应的输入信号,并测量输出信号的幅度和相位,从而计算出设备的散射参数(S-parameters)。

矢量网络分析仪通常具有高精度、宽频率范围和高灵敏度等特点,能够提供准确的测量结果。

二、基本操作1. 连接被测设备:首先,将矢量网络分析仪的输出端口与被测设备的输入端口连接,确保连接牢固。

如果被测设备具有多个端口,需要逐个连接。

2. 仪器校准:在测量之前,需要对矢量网络分析仪进行校准,以确保测量结果的准确性。

通常有三种常见的校准方法:全开路校准、全短路校准和全负载校准。

具体的校准方法可以根据被测设备的性质和实际需求进行选择。

3. 设置测量参数:在测量之前,需要设置一些测量参数,如频率范围、功率级别、测量类型等。

这些参数可以根据被测设备的特性和实际需求进行调整。

4. 启动测量:配置好测量参数后,可以开始进行测量。

在测量过程中,矢量网络分析仪会自动控制信号源和接收器,并采集输入和输出信号的数据。

5. 数据分析:测量完成后,可以通过矢量网络分析仪的软件对测量数据进行分析和处理。

常见的数据处理操作包括绘制频率响应图、计算散射参数、优化器件设计等。

三、注意事项1. 确保连接正确:在使用矢量网络分析仪进行测量前,需要确保所有连接正确无误,以避免测量误差的发生。

同时,还需要确保连接的电缆和连接器的质量良好,以减小测量误差。

2. 避免干扰源:在进行测量时,需要避免与其他无关信号源相互干扰,如电源噪音、射频噪声等。

可以通过在实验室中采取屏蔽措施来减小干扰。

矢量网络分析仪简单操作手册

矢量网络分析仪简单操作手册

矢量网络分析仪简单操作手册矢量网络分析仪是现代测试仪器的重要组成部分,它能够对电路、天线系统、微波元器件等进行频率域分析,并且能够有效地对电路进行仿真与优化。

但是对于初学者来说,操作起来可能会有些困难。

本文将为大家介绍矢量网络分析仪的简单操作手册,方便大家更好地掌握这一设备的使用方法。

一、矢量网络分析仪基本原理矢量网络分析仪(Vector Network Analyzer,VNA)是用于测量高频电磁信号传输、反射、损耗等特性的测试仪器。

矢量网络分析仪将测试信号分为两路,一路称为正向信号,一路称为反向信号,通过正反两路信号的相位差和幅度差,可以准确地测量出样品在频率范围内的反射系数、传输系数、阻抗等参数。

矢量网络分析仪的工作频率通常在几千兆赫至数十吉赫之间,是一种高频仪器。

二、矢量网络分析仪的基本操作方法矢量网络分析仪的基本操作方法分为以下几步:1、打开电源:启动仪器时,需要首先打开电源开关,待仪器自检过程完成后,可以进入相关测试操作。

2、连接测试样品:将测试样品接入机器测试接口,最好选用高质量的测试线缆,并确保线缆的末端没有过长,以保证测试的精度。

3、设置测试参数:在进行测试前,需要设定相应的测试参数,例如频率范围、增益、测量模式、环境温度等,以便仪器能够对测试样品进行正确的测试。

4、执行测试:按下测试按钮开始测试,矢量网络分析仪会通过正反两路信号的相位差和幅度差计算出测试样品的反射系数、传输系数、阻抗等参数。

5、记录测试结果:测试完成后,需要记录测试结果,并根据测试结果进行分析及优化。

三、矢量网络分析仪的应用场景矢量网络分析仪广泛应用于电磁场测量、微波元器件测试、天线系统测试、电子设备测试、通信系统测试等领域。

在电路设计和测试中,矢量网络分析仪可以帮助工程师精确地分析、优化和改进电路性能,提高电路设计的可靠性和稳定性;在通信领域,矢量网络分析仪可以用于测试天线系统的性能,优化信号传输效果,提高通信的可靠性和稳定性。

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矢量网络分析仪的使用——实验报告
矢量网络分析仪实验报告
一、实验内容
单端口:测量Open,Short,Load校准件的三组参数,分别进行单端口的校准。

a.设置测量参数
1)预设:preset OK
2)选择测试参数S11:Meas->S11;
3)设置数据显示格式为对数幅度格式:Format->LogMag;
4)设置频率范围:Start->1.5GHz,Stop->2.5GHz(面板键盘上“ G”代表GHz,
“ M”代表MHz,“ k”代表kHz;
5)设置扫描点数:Sweep Setup->Points->101->x1(或”Enter”键或按下大
按钮);
6)设置信号源扫描功率:Sweep Setup->Power->Foc->-10->x1->Entry Off(隐
藏设置窗)。

b.单端口校准与测量
1)设置校准件型号:Cal->Cal Kit->85032F(或自定义/user)(F指femal母
头校准件,M指male公头校准件);
2)Modify Cal Kit->Specify CLSs->Open->Set All->Open(m/f),返回到
Specify CLSs->Short->Set ALL->Short(m/f);
3)选择单端口校准并选择校准端口:Cal-Calibrate->1-Port Cal->Select
Port->1(端口1 的校准,端口2也可如此操作);
4)把Open校准件连接到端口(或与校准端口相连的同轴电缆另一连接端),点
击Open,校准提示(嘀的响声)后完成Open校准件的测量;得到的结果如Fig 1:单口Open校准件测量
5)把Short校准件连接到端口(或与校准端口相连的同轴电缆另一连接端),
点击Short,校准提示(嘀的响声)后完成Short校准件的测量;得到的结果如Fig 2:单口Short校准件测量
6)把Load校准件连接到端口(或与校准端口相连的同轴电缆另一连接端),点
7)
8)
Fig 2:单口Short校准件测量
Fig 3:单口Load校准件测量
Fig4:双端口校准测量
分析:由图可以发现,测量扫宽为500MHz,Open标准件测量的输出幅度为-0.7233dB (2GHz)和-0.6182dB(1.5GHz),频率越高,最大值越小。

Short标准件测量的输出幅度均为-0.8672dB(2GHz)和-0.7139dB(1.5GHz),频率高的部分输出更小。

单口Load 校准测量的数据幅度值最大值为-30.006dB(2GHz)和-31.847dB(1.5GHz),频率高的时候幅度最大值更大。

二、拓展
1.矢量网络分析仪的主要构成
矢量网络分析仪主要由:本振信号源、信号源、频率基准、混频接收机、S参数测试、中频处理、数字信号处理、嵌入式计算机、显示、I/O、系统软件、电源等部分电路构成。

矢量网络分析仪的原理框图如图1所示。

当对被测件(DUT)进行测试时,信号源模块产生的宽带激励信号经S参数测试模块分离出被测件的正向入射信号R1、反射信号A和传输信号B或者反向入射信号R2、反射信号B和传输信号A,在四通道
混频接收机模块中进行混频产生中频信号,中频信号经过调理后进入中频处理模块进行取样、保持,直接进行高速数据采集A/D 量化转换变为数字信号,最后在嵌入式计算机的控制下经宽带数字中频处理滤波得到信号的幅度与相位信息,进而通过比值运算得出被测件的双向S 参数并显示出测试曲线。

2. 矢量网络分析仪在射频测量、设计、调试中的应用
矢量网络分析仪是微波毫米波测试仪器领域中最为重要、应用最为广泛的一种高精度智能化测试仪器,在业界享有“微波/毫米波测试仪器之王”的美誉,主要用于被测网络散射参量双向S 参数的幅频、相频及群时延等特性信息的测量,广泛应用于以相控阵雷达为代表的新一代军用电子装备研制、生产、维修和计量等领域,还可以应用于精确制导、隐身及反隐身、航空航天、卫星通信、雷达侦测和监视、教学实验以及天线与RCS 测试、元器件测试、材料测试等诸多领域。

3. 矢量网络分析仪在测量中的校准要求及方法
校准过程可提供测试系统的系统误差的准确表示,来用于后来待测期间DUT 的准确测量。

信号源本振信混频接S 参数中频处显示数字信号
电源
频率基
I/O 接
DU
图1 矢量网络分析仪整机原理框图
嵌入式计系统
校准分为矢量校准和頻响校准,矢量校准需要测试更多的校准件,可以消除更多误差项目,要求适量测试能力。

頻响校准简单,只能消除跟踪误差,相当于归一化的处理。

校准方法有:频响校准,1-PORT单端校准,FULL2-Port双端校准,优缺点如下:
频响校准
a.方便;
b.消除频率相应误差
c.不要求高精度
d.传输测试=直通
e.反射测试=短路
1-PORT单端校准
a.反射测试
b.消除测试端口所有误差
c.Directivity
d.Source match
e.Reflection tracking
f.校准件:
g.Open,Short,load
FULL2-Port双端校准
a.复杂,校准件多次连接
b.高精度
c.消除测试中所有误差:
除了ppt上列举的以外,一些论文中还有提到OSL校准,TSD校准,TRL-TSD校准技术
4.矢量网络分析仪在测量中引入的误差来源及处理方法
矢量网络分析仪的测量的误差主要有漂移误差、随机误差、系统误差这三大种类。

1、漂移误差
漂移误差是由于进行校准之后仪器或测试系统性能发生变化所引起,主要由测试装置内部互连电缆的热膨胀特性以及微波变频器的变换稳定性引起,且可以通过重新校准来消除。

校准维持精确的时间范围取决于在测试环境下测试系统所经受到的漂移速率。

通常,提供稳定的环境温度便能将漂移减至最小。

2、随机误差
随机误差是不可预测的且不能通过误差予以消除,然而,有若干可以将其对测量精度的影响减至最小的方法,以下是随机误差的三个主要来源:(1)仪器噪声误差
噪声是分析仪元件中产生的不希望的电扰动。

这些扰动包括:接收机的宽带本底噪声引起的低电平噪声;测试装置内部本振源的本底噪声和相位噪声引起的高电平噪声或迹线数据抖动。

可以通过采取以下一种或多种措施来减小噪声误差:提高馈至被测装置的源功率;减小中频带宽;应用多次测量扫描平均。

(2)开关重复性误差
分析仪中使用了用来转换源衰减器设置的机械射频开关。

有时,机械射频开关动作时,触点的闭合不同于其上次动作的闭合。

在分析仪内部出现这种情况时,便会严重影响测量的精度。

在关键性测量期间,避免转换衰减器设置,可以减小开关重复性误差的影响。

(3)连接器重复性误差
连接器的磨损会改变电性能。

可以通过实施良好的连接器维护方法来减小连接器的重复性误差。

3、系统误差
系统误差是由分析仪和测试装置中的不完善性所引起。

系统误差是重复误差(因而可预测),且假定不随时间变化,可以在校准过程中加以确定,且可以在测量期间用数学方法减小。

系统误差决不能完全消除,由于校准过程的局限性而总是存在某些残余误差,残余(测量校准后的)系统误差来自下列因素:校准标准的不完善性、连接器界面、互连电缆、仪表。


射测量产生三项系统误差:方向性、源匹配、频率响应反射跟踪。

传输测量产生三项系统误差:隔离、负载匹配、频率响应传输跟踪。

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