基于时域反射和传输的S参数测量(07-100)
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数字取样示波器主要用于测量快速瞬变的基本脉冲参数，如上升、下降、过冲、抖动时间等，还用了同轴线、电缆、微带线、同轴元件和连接器等的时域反射(TDR)和时域传输(TDT)的特性，它的分辨率可达到1mm测量从短路到开路的反射系数、传输系数和阻抗。十年前，测试测量专家已证实通过TDR/TDT测量，借助FFT变换和反变换导出S参数是可行的。当时受到数字取样示波器的等效带宽不够高，FFT变换的计算机运算时间不够快，同轴校准元件不够精确，只获得实验室的测量成果，等效带宽在10GHz左右。现在测量条件有很大改进，基于TDR/TDT的S参数测量从实验室成果变成实用成果。
本文引用地址：//www.cazqn.com/article/92049.htm
图3 时域反射/传输参数与S参数的类比
基于TDR/TDT的S参数测量的取样数据首先从数字示波器获得，然后利用计算程序将取样数据变换成频域的S参数。例如两端口的4个TDR/TDT值分别相当于4个S参数，即正向TDR→S11，正向TDT→S21，反向TDR→S22，反向TDT→S12，如图3所示。最简单的测量配置是一台具有TDR/TDT插件的数字取样示波器，一台快速阶跃脉冲发生器，一套同轴线校准工具和时域—频域变换程序，如图4所示。射频仪器的标准配置都是同轴线和同轴接头输出，即外壳接地的单端输出，而不是差分的双端输出。为了测量平行微带结构或差分信号，需要选用差分输出的TDR/TDT插件。校准工具通常选用短路—开路—负载—直通(SOLT)校准技术，根据同轴线型号提供套件，目的是建立一个校准平面，消除测量系统引入的误差，提高测量结果的准确性。校准平面实际上就是测量夹具与被测元器件之间的时间参考零点，校准平面前面的测量系统的输出阻抗就应处于完全匹配状态，如图5所示。
图4 时域反射测量系统的构成
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