Векторный анализатор Arinst VR 23 - 6200. Калибровка

а как узнать что нагрузка 50 ом правильная?

а как узнать что нагрузка 50 ом правильная?

Мне кажется, что кроме как сравнив с другой нагрузкой (эталонной) - никак. Но это все долго, дорого и сложно, поэтому я не побегу в Ростест или к кому-то ещё поверять её 😃. Я использую прибор в личных целях, мне сертификаты не нужны. Ещё можно было бы проверить нагрузку на геометрическую точность её самой и деталей, из которых она состоит, а также проверив химический состав материалов, из которых она сделана. Это ещё дольше, сложнее и дороже. Я предполагаю, что точность моего доморощенного комплекта нагрузок +/- 10%. Если это так, то мне пока этого достаточно.

Можно немного потеоретизировать на эту тему 😃. Прибор при калибровке опирается на три “кита”:

1. Результаты АЧХ и ФЧХ на открытом конце разъема в заданной полосе частот.
2. Результаты АЧХ и ФЧХ на закороченном конце разъема в заданной полосе частот.
3. Результаты АЧХ и ФЧХ на нагрузке 50 Ом в заданной полосе частот.

Если с первыми двумя пунктами все более-менее ясно, то с нагрузкой 50 Ом результаты целиком и полностью зависят от её качества. Постараюсь образно пояснить - если прибор имеет точность +/-0,5%, а нагрузка в заданной полосе частот имеет разброс параметров +/- 10%, то и результаты измерений тоже будут лежать в этом диапазоне погрешности (по наихудшему показателю). Если она имеет разброс параметров +/- 1%, то и точность полученных результатов будет такой же. Я верю, что Anrist - точный в своем классе прибор, но если к нему прицепить нагрузку с точностью хуже, чем у прибора, то результаты будут не так точны, как могли бы быть. И наоборот - если прилепить качественную, то результаты в любом случае будут не выше точности прибора. Я прекрасно понимаю ограниченность получаемых в текущей конфигурации прибора результатов, но мирюсь с ними, пока не поднакоплю денег и не куплю хотя бы Кроксовский набор.

Это как с эталонами метра и килограмма до недавнего времени. Все меры-копии метров и килограммов сопоставляются с Парижскими эталонами. Но кто вам гарантирует, что эталоны - сами являются истинными эталонами метра и килограмма? К примеру, парижский мировой эталон метра, если его вынести на солнышко или положить в холодильник, или расширится, или съежится, и поверять по нему остальные эталоны метра уже глупо. Если бы в природе существовал какой-то простой и легко повторяемый физический или химический опыт, то можно было бы его использовать для поверки, но лично я такого опыта не знаю.

В целом, если подумать, то точность нагрузки 50 Ом определяется:

1. Точностью геометрических размеров её корпуса и всех деталей, из которых она сделана.
2. Точностью химического состава материалов, использованных в ней, и стабильностью их характеристик во времени.
3. Точностью сборки.

Тут-то и кроется собака - чем точнее производитель будет соблюдать требования при производстве такого оборудования, тем дороже как покупателю вам это встанет. Поэтому в данном случае я сам выбираю сколько денег я готов потратить на точность получаемых результатов - 1% или 10% (цифры условны). Пока я готов потратить 0 рублей и получить уже сейчас какой-то результат.

Я недавно смотрел видеоролик человека по имени max о требованиях к нагрузкам. И там он вскользь упоминает о проблемах и трудностях создания хороших и точных калибровочных нагрузок. В частности, ключевой параметр - это одинаковость электрических длин получающихся линий связи под всеми тремя нагрузками open/short/load. И, если подумать, то тут есть над чем поработать. К примеру, когда я просто калибрую прибор по открытому концу разъема, то электрическая длина такой линии закончится на плоскости тефлона разъёма и будет иметь XX электрических мм. Калибруя прибор моей самодельной короткозамкнутой нагрузкой, я получу электрическую длину линии YY мм, и она будет чуть больше, т.к. зона корочения центрального контакта с экраном находится у меня чуть дальше, чем в предыдущем случае. Ну а электрическая длина линии, замкнутой нагрузкой 50 Ом, будет иметь третью электрическую длину ZZ мм. Такие короткие электрические расстояния Anrist’ом не замерять, но вот вам уже источник погрешности измерений. Поэтому погрешность моих измерений будет выше по сравнению с фирменным комплектом нагрузок, где конструкция всех трех нагрузок обеспечивает одинаковость электрических длин калибруемой линии до точки обрыва/корочения/нагружения 50-ю Омами. Ну и не будем забывать о длине волны! Чем волна длиннее, тем более пофиг на эти миллиметры в разнице нагрузок. Хотя на 5,8 ГГц счет как раз на миллиметры и идет 😦.

Поскольку у меня два терминатора 50 Ом, я планирую сделать сравнительное тестирование между ними и определить, как разница влияет на измерения.

Ого, как думаете вот самодельная на 50 ом, smd 49.9om rcopen.com/files/5db48bab99707300774fe02a

Ого, как думаете вот самодельная на 50 ом, smd 49.9om rcopen.com/files/5db48bab99707300774fe02a

Ну… Я не сомневаюсь что можно найти резистор с точными 50 Ом. Тут вся фишка в подавлении паразитных емкостей и индуктивностей резистора в требуемой полосе частот с требуемой степенью. На СВЧ простой резистор превращается в сложную схему из конденсаторов и катушек индуктивности 😃. Эту тему подробно обсуждают в таких источниках:

• reom.ru/stati/298/

Вот такая картинка из этой статьи очень похожа на вашу иллюстрацию:

Если бы дальше по оси X шла частота, то потом бы, наверное, график нарастал с похожей крутизной.

Вот ещё теория - digteh.ru/PCB/R/. Смотрите во что превращается обычный SMD резистор на СВЧ:

По идее, для СВЧ используются особые конструкции резисторов. Например, в той же статье приводится способ - резистивный слой не просто напыляют на подложку до достижения им требуемого сопротивления, а выполняют это напыление в виде зигзагообразной дорожки:

По идее, вам надо использовать резисторы из специальных СВЧ серий. Вот, к примеру, контора которая их поставляет - erkon-nn.ru/…/vch-i-svch-rezistory-i-poglotiteli/. Тогда в диапазоне частот вашего прибора нагрузка 50 Ом должна быть строго на прямой линией на графике КСВ, или стоять в центральной точке окружности диаграммы Вольперта-Смита.

Меня удивляет, что ваш прибор показывает наклонную линию. Как все самокалибрующиеся устройства, он должен был скомпенсировать нелинейность нагрузки 50 Ом от частоты, и все равно показывать её прямой линией на КСВ = 1.

Вот у Эркона есть по настоящему СВЧ резисторы, некоторые из которых на 50 Омах работают до 7,5 ГГц - www.erkon-nn.ru/catalog/12/r1-85/. И таких сделать нагрузку, и она до частот FPV 5,8 ГГц должна обладать линейными характеристиками.

Ого, как думаете вот самодельная на 50 ом, smd 49.9om rcopen.com/files/5db48bab99707300774fe02a

Вы лучше покажите диаграмму Вольперта-Смита вашей 50-омной нагрузки. Посмотрим в какую сторону её клонит - в сторону индуктивного или ёмкостного сопротивления. Возможно эти отклонения и вызывают рост КСВ нагрузки ближе к верхним частотам на линейном графике.