基于安捷伦VNA网络分析仪实现长延时器件的测量

　　4. 长延时器件的电延时测量问题分析与解决方案

　　很多工程师都知道安捷轮的VNA网络分析仪具有群时延的测量功能，但是很少有人能够准确地测量出长延时器件的电子延时，甚至有时候测量的群时延为负值。针对这一问题，作者向大家提供三种测试方案

　　A. 电子延时补偿等效法

　　首先，设置S21的显示格式为Unwrapped Phase，然后调整VNA的Electric Delay进行补偿，直到S21的相位轨迹曲线变得非常平坦。调整时，请注意当曲线的斜率为正值时，说明过补偿。最终的补偿值为被测器件的电子延时长度。

　　B. 群时延法

　　群时延的定义如下：

　　图3所示的Average Delay代表DUT的电子长度或电延时，Group Delay Ripple代表DUT的相位失真。群时延计算的前提条件是要保证任意两点之间的相位差小于180度，否则出现相位反转，相位反转的典型现象是群时延为负值。避免两点之间相位反转，须保证以下不等式成立：

ΔΦ = -360*Δf*t0<180°
Δf =测量带宽/（扫描点数-1）
t0 为被测件的电子长度

　　针对长延时器件，要想满足以上不等式，需要增加扫描点数和减少扫描带宽。测量时，设置S21的显示格式为Group Delay，图4给出群时延方法的测量结果，DUT的平均群时延为247.776微秒。

　　C. 电延时补偿等效法与群时延法相结合

　　这种方法结合电子延时补偿等效法与群时延法，首先在VNA里设置Electric Delay为一个估计值，例如在图4中可以估测电子延时为247.7微秒（这个值可以根据被测件的物理长度，介电常数和光速大约计算出来；这里也可以估算为240微秒），然后测量其群时延。测量结果如图5所示，平均群时延为75.9纳秒。如果过补偿，会导致测量结果为负值，不过不影响最终测量结果。最终测量结果为补偿值加上测量值，因此最终测量结果为247.7759微秒。

　　总结

　　在测量长延时器件时，由于VNA扫描速度太快，导致传输系数S21幅度测量不准确。群时延测量不准确的原因是由于扫描相邻两点之间的相位差大于180度，从而导致相位翻转。正确合理地设置VNA，准确地测量长延时器件就不会那么复杂了。【微波EDA网】

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