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是德矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀上設(shè)定了電延遲,如何通過頻率計算等效相位延遲

時間:2020-04-07 點擊:2611次

根據(jù)電延遲,可通過以下公式計算等效相位延遲:
θ°= Ftest * Delay * 360
其中:
θ° = 等效相位
Ftest = 頻率(Hz)
Delay = 延遲(秒)
360 = 弧度到度數(shù)的轉(zhuǎn)換系數(shù)

例如:

  • 起始頻率:1.0 GHz;終止頻率:2.0 GHz;點數(shù):201
  • 通過是德電子校準(zhǔn)件(ECal)進行完整的雙端口校準(zhǔn)
  • 單通道,雙跡線,兩個窗口,每個窗口顯示一條跡線
  • 被測件――Keysight N4419AK20,3.5mm 陽頭至 3.5mm 陰頭電纜組件。
  • 上邊的窗口,‘Tr1’,S21,F(xiàn)ormat Phase(格式相位),Delay = 0S(無電延遲)
  • 下邊的窗口,‘Tr2’,S21,F(xiàn)ormat Phase(格式相位),Delay = 3.623045-9S(通過在 PNA 網(wǎng)絡(luò)分析儀上選擇 Marker Function – Delay,自動應(yīng)用延遲)。

PNA Screen Capture

圖 1――PNA 截屏,單通道,S21 相位,兩個窗口,Tr1 無延遲,Tr2 自動延遲; 查看大圖

下面的圖 2 顯示了捕獲到的 Tr1 和 Tr 2 跡線數(shù)據(jù)/離散數(shù)據(jù)點的部分樣本。這些樣本導(dǎo)入到 Microsoft Excel

S21 Phase as Imported to Excel

圖 2――S21 相位,跡線 1(Tr1)和跡線 2(Tr2),部分?jǐn)?shù)據(jù),點 1...28/201 導(dǎo)入到 Excel 中; 查看大圖

樣本計算:

等效相位延遲,頻率 = 1.0 GHz。
θ° = Ftest * Delay * 360
θ° = 1E9 * 3.623045E-9S * 360°
θ° = 1304.2962°

其他說明:

是德矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀默認(rèn)相位格式以 ±180° 為一圓周。如果相位弧度超過 360°(等于一個波長),則必須對計算出的等效相移進行處理。因此對合成數(shù)據(jù)進行*函數(shù)運算。此外,如果模函數(shù)的結(jié)果大于180°,則需要從結(jié)果(即從余數(shù))中再減去360°。如果模函數(shù)的結(jié)果小于 180°,則剩余部分就是結(jié)果。

*函數(shù)計算的是一個數(shù)‘X’除以另一個數(shù)‘Y’的余數(shù)。此處,模 可以表示為模 (X,Y),其中 X = 計算出的相位,Y = 360?。

根據(jù)上面的說明,1.0 GHz 時的等效插入相位(θ°)= 1304.2962° 按照以下方法計算:

使用函數(shù), (1304.2962, 360) = 224.2962°。
應(yīng)用規(guī)則:
如果
( (1304.2962, 360)) > 180
那么
( (1304.2962, 360)-360)
否則
( (1304.2962, 360))

“那么”條件為真,因為 (1304.2962, 360) = 224.2962(即 > 180°)。減去 360° 或
修正后的等效插入相位 = 224.2962° - 360°
修正后的等效插入相位 = -135.7038°

1.0 GHz 頻率和 3.623045nS 延遲時的修正后等效插入相位 = -135.7038°。

1 GHz 頻率和 0 nS 延遲時 Tr1 的初始 S21 相位參數(shù) = 134.5573?(從上面的圖 2“Exported PNA PRN S21 Phase Trace Data Tr1 & Tr2”(導(dǎo)出的 PNA PRN S21 相位跡線數(shù)據(jù) Tr1 和 Tr2)中得出)。1.0 GHz 頻率和 3.623045nS 延遲時的插入相位(Tr2) = -1.1465?(同樣從上面的圖 2“Exported PNA PRN S21 Phase Trace Data Tr1 & Tr2”(導(dǎo)出的 PNA PRN S21 相位跡線數(shù)據(jù) Tr1 和 Tr2)中得出)。

延遲的相位(‘Tr2’相位) = 初始相位(即頻率和 0s 延遲時的‘Tr1’相位) + 修正后的等效插入相位;
具有延遲的終相位 = 初始相位 + 修正后的等效插入相位
終相位 = 134.5573? + -135.7038?
終相位 = -1.1465?.
1 GHz 頻率和 3.623045nS 延遲時的終相位(、Tr2) = -1.1465?。從而,與 1 GHz 頻率、Tr2、3.623045nS 延遲時的相位數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)。

相位相關(guān)校驗的余數(shù)以及相關(guān)計算如下所示:

Phase correlation checks and related computations

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