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Automatisierte VNA-Kalibrierung

08. April 2022 – Mit dem E-Cal Kit stellt Pico Technology ein automatisiertes SOLT-Kalibrier-Kit für den Vektor-Netzwerk-Analysator PicoVNA-108 vor. Im direkten Vergleich mit einer manuellen Kalibrierung bieten die E-Cal Kits erstaunlich gute Werte, die einer manuellen Kalibrierung für viele Anwendungen annähernd ebenbürtig sind. Stromversorgung, Steuerung und Datenauslesung werden bequem von der PicoVNA-Software über die USB-Schnittstelle verwaltet. Dadurch kann der Kalibrierprozess in der Praxis extrem beschleunigt und vereinfacht werden.

Um zusätzliche „Gender-Changer“ zu vermeiden, ist das Kit wahlweise mit SMA-Buchsen, SMA-Steckern oder als Paket mit beiden Modellen erhältlich. Die Bandbreite der Kits beträgt 300 kHz bis 8,5 GHz. In wenigen Sekunden erwärmen sich die Module selbst auf Betriebstemperatur.

Anwender von VNA (vektoriellen Netzwerk-Analysatoren) wissen, wie wichtig eine gewissenhafte System-Kalibrierung für die Genauigkeit und Aussagekraft einer VNA-Messung ist. Schließlich kann selbst ein Kabel, ein Adapter oder ein einfacher „Gender-Changer“ (Stecker-Buchse-Umsetzer) schon das Messergebnis verfälschen. Bei einer VNA-Messung interessiert den Anwender jedoch nur, was sein Prüfling aus einem Testsignal macht, nicht aber der Einfluss solcher zusätzlichen Kabel und Adapter. Allerdings wissen VNA-Anwender auch, wie aufwändig eine solche Kalibrierung sein kann, zumal sie vor jeder Messung durchgeführt werden muss - selbst wenn nur eine kleine Veränderung am Messaufbau vorgenommen wurde. Um das VNA-System zunächst ohne den Prüfling zu kalibrieren, sind verschiedene Verfahren möglich. Am gängigsten ist wohl die SOLT-Kalibrierung. S steht dabei für Short/Kurzschluss, O für Open/Leerlauf, L für Load/Last und T für Thru/Durchgang). Dank SOLT-Kalibrierkits können VNAs ihre Messungen auf ein bekanntes Standardnetzwerke (also Kurzschluss, Leerlauf, bekannte Last und Durchgang) beziehen. Sie müssen einen großen dynamischen Bereich von Amplitude und Phase (oder Verzögerungszeit) aufweisen, so dass Messungen zwischen den gegebenen Extremen kalibriert werden können.

Üblicherweise bestehen SOLT-Kalibrier-Kits aus je einem Adapter für diese 4 Fälle (Kurzschluss, Leerlauf, Last, Durchgang). Beim Kalibrier-Vorgang müssen im optimalen Fall alle Varianten an den Ein- und Ausgangsports durchkalibriert werden. Dieser manuelle Kalibrierungsprozess umfasst also mehrere An- und Abkopplungsvorgänge und ein manuelles Laden von einzelnen Datendateien für jeden Standard.

Eine elegantere Möglichkeit sind automatisierte Kalibrier-Kits. Bei ihnen sind in einem einzigen Modul intern alle „SOLT-Varianten“ programmgesteuert umschaltbar, zum Beispiel über USB. Mit solchen automatisierten Kalibrier-Kits kann also der Kalibrier-Prozess auf nur eine Verbindung reduziert werden. Der Prozess wird automatisch und in hohem Maße wiederholbar. Allerdings muss berücksichtigt werden, dass natürlich die internen Schalter solcher automatischen Kalibrier-Vorrichtungen selbst wieder einen Einfluss auf die Messung nehmen können. Daher ist die Qualität der Kits und ihrer Schalter entscheidend.

Die E-Cal-SOLT-Kits von Pico sind automatische Kalibrier-Kits für den PicoVNA-108. Sie haben zwei Ports, eine Bandbreite von 300 kHz bis 8,5 GHz und eine Impedanz von 50 Ω. Weitere Spezifikationen sind Richtcharakteristik 40 dB, Quellenanpassung 40 dB, Lastanpassung 6 dB, Reflexionsnachführung 0,05 dB und Transmissionsnachführung 0,04 dB.

Erhältlich sind die PicoVNA E-Cal-Kits u.a. im Webshop von Meilhaus.

www.meilhaus.de/