[Electrovoicer 0]

Здравствуйте. В этом деле новичок. Недавно приобрел двухпортовый VNA Планар S5048, в связи с необходимостью проведения некоторых измерений (ПАВ-фильтры, антенны и прочее).

Побаловался с измерением импедансов конденсаторов (снимая s21), соорудив нехитрую оснастку из двух припаянных друг к другу SMA-разъемов, между корпусами и центрами которых напаиваются подопытные керамические конденсаторы, методом shunt through, так сказать. Получил весьма правдоподобные частоты резонансов и значения esr, перепроверив другим методом.

Следующим этапом решил подключиться к шине питания платы, посмотреть ее импеданс тем же способом, т.е. сняв s21 с помощью какой-то оснастки. Начал с оснастки и тестового конденсатора. Для этого вкрутил Т-образный переходник между портами, в него - SMA c 5-тисантиметровым кусочком коаксиала, который, для начала, припаял к тому же самому конденсатору 1206 0.1uF NP0. Стимул был до 50 МГц, без фанатизма, т.е. вроде бы исключал эффекты, связанные с Т-образным отростком такой небольшой длины. Что же я увидел?

Яркожелтая кривая - s21 с первым типом оснастки, т.е. конденсатор непосредственно на разъемах, бледножелтая кривая - конденсатор подключен через Т-образный ответвитель. Т.е. в первом случае имеем esr=~8 мОм и SRF=~14MHz, во втором - ~160мОм, SFR=~2.2MHz. Подскочив на стуле, схватил милливольтметр и померил омическое сопротивление Т-отростка вместе с кабелем. Ну точно, ~0.14 Ом.

 

Вопрос: что мне сделать, как откалиброваться, чтоб учесть такого рода оснастку? Очень хочется сравнительно надежно, в диапазоне до сотни мегагерц, снимать импедансы, подключаясь коаксиальным отростком.

 

[virtual9900 0]

:maniac: Вот, что бывает когда программисты лезут в ВЧ\ СВЧ..

Не понял, что за "Т-образный переходник"? Можно схемы и фотки стенда? На низких омах и сравнительно высоких частотах сильно сказываются паразитные индуктивности, учитывали это при монтаже? Как вообще калибровались?

 

Вообще для чего изменять импеданс трактов питания и почему не спросить провести ликбез у найденого схемотехника? Не нашли последнего, молчит как партизан, не знает вопрос? Нужное подчеркнуть.

 

Без обид - задача сводится к моделированию целостности сигналов и питания (SI/ PI).

[Major 0]

Посмотрите книги Istvan Novak, например эту: http://www.amazon.com/Frequency-Domain-Cha...e/dp/1596932007

В ней изложена методика и проблемы. Есть еще труды конференции под его редакцией.

 

[Electrovoicer 0]

:maniac: Вот, что бывает когда программисты лезут в ВЧ\ СВЧ..

Не понял, что за "Т-образный переходник"? Можно схемы и фотки стенда? На низких омах и сравнительно высоких частотах сильно сказываются паразитные индуктивности, учитывали это при монтаже? Как вообще калибровались?

 

Вообще для чего изменять импеданс трактов питания и почему не спросить провести ликбез у найденого схемотехника? Не нашли последнего, молчит как партизан, не знает вопрос? Нужное подчеркнуть.

 

Без обид - задача сводится к моделированию целостности сигналов и питания (SI/ PI).

Без обид - Вы только что лишний раз подтвердили свою квалификацию, из-за которой и не попали ко мне на работу

 

Посмотрите книги Istvan Novak, например эту: http://www.amazon.com/Frequency-Domain-Cha...e/dp/1596932007

В ней изложена методика и проблемы. Есть еще труды конференции под его редакцией.

Спасибо большое, в точку! Буду изучать

[virtual9900 0]

:bb-offtopic: Если честно - не очень и хотелось, т.к. у вас Altium. Я Cadence не изменяю))

 

Хотел помочь, а вы.. Книжки не всегда ведут к пополнению знаний, достаточных для решения нетривиальных задач. Бывает, что "не идет". Как у меня и знакомых железячников пробелы в программировании (в т.ч. ПЛИС) и ЦОС. Математику надо подучить.

 

Сейчас тр*хаюсь с основами перехвата и анализа пакетов Wi-Fi. И вроде материала полно, но.. Основные тесты сделаю - а дальше опять прогеров спрашивать :crying:

 

;) Предлагаю бартер - вы мне доступный ликбез по сетевым проколам, я вам - основы измерения цепей и принципы изготовления оснастки.

[rloc 46]

В дополнение:

Agilent Ultra-Low Impedance Measurements Using 2-Port Measurements

Evaluating DC-DC Converters and PDN with the E5061B LF-RF Network Analyzer

Evaluating EMC Components with DC Bias Superimposed

Impedance Measurement with E5061B LF-Rf Network Analyzer

 

Возможность исключения вспомогательных приспособлений зависит от того, можно ли задать свои калибровочные наборы (к примеру SOLT - Short-Open-Load-Through) и какие точности их описания.

[serega_sh____ 2]

Вопрос: что мне сделать, как откалиброваться, чтоб учесть такого рода оснастку? Очень хочется сравнительно надежно, в диапазоне до сотни мегагерц, снимать импедансы, подключаясь коаксиальным отростком.

Я мало понимаю для чего сувать VNA в цепь питания. Но помоему у Вас системная ошибка. Первым делом необходим другой прибор. Для точного измерения необходим другой принцип измерения импедансов. Вам нужен IV или мостовой метод измерения. Они будут давать большую точность (см. книжку которую я привел).

Первоисточник тут

.

 

И второе. Для исключения влияния подключающей оснастки необходимо использовать 4-х потровое подключение.

 

Хотя понимаю, что используя VNA кажется все просто. Есть хороший производитель измерителей quadtech. Но его поглотил croma (у которого плохие приборы. В них заложено именно то, что по спецификации и ни шагу больше).

У квадтеча прибор может автоматически пробегать по частотам и даже строить на экране картинки и сохранять измерения в файл и точность измерения будет хорошая.

[Olesia 0]

Вопрос: что мне сделать, как откалиброваться, чтоб учесть такого рода оснастку? Очень хочется сравнительно надежно, в диапазоне до сотни мегагерц, снимать импедансы, подключаясь коаксиальным отростком.

 

А калибровку при этих измерениях делали по коаксиалу? Можно фото оснастки?

Пробовали пользоваться функциями исключения/встраивания цепи? Можно напроход измерить Sпараметры оснастки?

 

Возможность исключения вспомогательных приспособлений зависит от того, можно ли задать свои калибровочные наборы (к примеру SOLT - Short-Open-Load-Through) и какие точности их описания.

 

Наборы задать можно. Другое дело, что это будут за наборы. Калибровка по коаксиалу задачу не решит - т.к. не скорректируется оснастка. Наборы для калибровки внутри оснастки - вещь уникальная. Совсем по=хорошему, надо сделать для калибровки 4 устройства (Open на оба порта|Short на оба порта|load на оба порта и thru) и их охарактеризовать или посчитать.

 

Итоговую погрешность, которая будет вкладываться вашей оснасткой, могу попробовать посчитать. Надо два файла вынуть из софта: 1ый после калибровки по коаксиалу, второй после калибровки на оснастке. файлы сохранятся в папку S5048\State\ с расширением sta, если после каждой калибровки сохранить состояние.

Изменено 27 августа, 2014 пользователем Olesia

[Electrovoicer 0]

Olesia, спасибо за ответ. Функции исключения/встраивания цепи - я пока не до конца понял, как они работают, и что я получу в результате их применения.

 

Вот так хотелось бы подключаться к таржету, и снимать s21

как "вычесть" этот отросток?

[wim 6]

как "вычесть" этот отросток?

Порыться в бардачке ЗИПе к прибору - вдруг там найдется направленный ответвитель? А фото Т-образного ужаса и прочие фантазии про s21 лучше вообще удалить, дабы не пугать людей.

 

[rloc 46]

вдруг там найдется направленный ответвитель?

А тех 4-х, что есть в приборе, не достаточно?

 

Electrovoicer, в книгах расписан метод измерения с помощью 2-х щупов, аналог мостовой схемы, приводили Вам выше литературу. Точнее измерить не получится с помощью 50-омной линии. Вам еще дополнительно нужно придумать свои калибровки, например на полосковых линиях, просчитать их и передать данные в прибор (надо выяснить, есть ли такая возможность и в каком виде)

[mepavel 0]

Наборы задать можно. Другое дело, что это будут за наборы. Калибровка по коаксиалу задачу не решит - т.к. не скорректируется оснастка. Наборы для калибровки внутри оснастки - вещь уникальная. Совсем по=хорошему, надо сделать для калибровки 4 устройства (Open на оба порта|Short на оба порта|load на оба порта и thru) и их охарактеризовать или посчитать.

Считаю, что автору темы не нужна высокая точность калибровочной меры Load (Match). На 100 МГц обычный чип-резистор 51-ом 0805 дает VSWR не хуже 1,1 (обычно лучше), а уж на более низких частотах проблем с неидеальностью нет. Калибровочная мера типа Open тем более не нужна – делается измерение «отростка» кабеля на холостой ход. Аналогично с Short – измерение при закороченных центральной жиле и оплётке «отростка».

Если анализатор спектра цепей обладает хорошей стабильностью, то измерение через S21 необязательно. Для измерения импеданса достаточно измерить коэффициент отражения (S11 или S22, в зависимости от того какой порт у анализатора стабильнее), предварительно откалибровав оснастку по методу Short-Open-Load для одного порта, используя вышеописанные калибровочные меры и принимая их за идеальные.

Измерение импеданса с помощью Т-образного тройника с «отростком», на мой взгляд, не дает большого выигрыша в точности/чувствительности, именно из-за наличия этого отростка. Кроме того, этот метод может усложнить математическую обработку результатов измерения.

[khach 35]

Вот так хотелось бы подключаться к таржету, и снимать s21

Спасибо за фотку- спер пугать студентов как ненадо делать ни в коем случае.

А теперь по делу- какой Вы ожидаетет импеданс своей линии- в районе 50 ом или что то очень низкоомное. Для цепей питания такое встерчается. Тога весь трак анализатора цепей приходится переводить например на стандарт 10 ом. Нужны сооветсвующие трансформаторы импеданса.

Пердполагается измерение ппри поданом питании? А то ведь у всяких защитных диодов емкость совсем другая под напряжением, чем без. Боюсь, что понадобится комплкет направленных ответвителей и Bias-T для развязки по питанию.

Судя по фотке предполагается измерять только S11, т.е только на отражение? А что с согласованной нагрузкой на другом конце линии?

 

[mepavel 0]

Нужны сооветсвующие трансформаторы импеданса.

Или стабильный VNA с аналогичными кабелями. В диапазоне от 20 кГц до 100 МГц довольно проблемно сделать хорошие трансформаторы импеданса. Да и трансформация из 50 в 10 Ом не даст большого выигрыша в чувствительности. Основная проблема при измерении низкоомных импедансов (мОм) и соответствующих резонансов - это паразитные индуктивности щупа (краевые эффекты). Другое дело, что судя по фото, с помощью такого "щупа", по крайне мере в диапазоне 1 - 100 МГц измеренная резонансная частота будет всегда заметно ниже реальной, если идёт речь о ESR ~ (1 - 10) мОм. Да и, как мне кажется, судя по плате, измеряется импеданс в месте подключения "худенького" вывода микросхемы. Тогда вообще теряется смысл измерения резонансных частот при ультра малых ESR даже у дешёвых керамических конденсаторах на этих частотах.

Мне самому непонятна боязнь этого самого резонанса, когда входной импеданс микросхемы по шине питания намного превосходит значение ESR конденсатора и, следовательно, возникновение резонанса исключено (не выполняется условие Q>0,5).

Боюсь, что понадобится комплкет направленных ответвителей и Bias-T для развязки по питанию.

Bias-T - это слишком громко сказано. Напряжение питания можно подать непосредственно на плату в обычном режиме. А VNA развязать разделительным конденсатором.

 

[khach 35]

В диапазоне от 20 кГц до 100 МГц довольно проблемно сделать хорошие трансформаторы импеданса. Да и трансформация из 50 в 10 Ом не даст большого выигрыша в чувствительности.

Проблемно, но возможно. Вот например http://pdfserv.maximintegrated.com/en/an/AN3245.pdf последний вариант- трансформатор с распределенной нагрузкой.