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矢量测量中“平衡”与“不平衡”释义

2018-09-05 来源:射频微波实验室作者:陈峰 我要评论(0) 字号:

平衡的概念

射频测试中,矢量信号分析类的仪器应用广泛,例如,矢量信号分析仪中的I/Q信号和矢量网络分析仪中的S参数。

在矢量测试中,经常需要测量信号的不平衡性,会遇到相关的几个名词:Balance(平衡),Unbalance(不平衡/非平衡)和Imbalance(不平衡性)。

Balance和Unbalance,是物理结构的平衡与不平衡,是传输线和端口的结构方式,Balance端口是双端1正1负相位相差180°,也称作差分;Unbalance端口是单端,信号和地。

所谓巴伦(Balance-unbalance,BALUN)是英文“平衡-不平衡变换器”缩写的音译。

Imbalance是电特性,是信号及其传输过程的矢量不平衡性,包含幅度和相位的不平衡性。

不平衡性的评估方法

在平衡(差分)器件的矢量网络分析S参数测量过程中,Imbalance评估通常包含以下内容:

· 正负端的幅度模值一致性;
· 正负端的相位相对180°的偏离程度。

在矢量I/Q信号测量过程中,Imbalance评估通常包含以下内容:

· I/Q的幅度模值(增益)一致性;
· I/Q的相位相对90°的偏离程度(正交一致性)。

不平衡性的算法

在平衡(差分)器件的矢量网络分析S参数测量过程中,Imbalance算法:

IMB_ji = -S21/S31;
IMB_ij = -S12/S13

IMB_ji = -(S21-S23)/(S41-S43)

在矢量I/Q信号测量过程中,Imbalance评估算法:

增益不平衡性:

相位(正交)不平衡性:

I/Q不平衡性:

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主题阅读: 射频测试  矢量信号分析

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