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　现在多数企业在对网络分析仪的校准时仍以手工操作为主，不仅耗时，而且麻烦，针对这一情况，以射频网络分析仪 E5070B为平台，设计了一种基于 VBA 开发环境的自动校准系统;该系统采用二端口全校准作为校准方式，通过可编程仪器标准命令实现了网络分析仪校准的自动控制，特别是内置虚拟仪器技术的使用使得仪器的响应速度和校准精度都有了明显提高，企业试用结果显示，由于其所特有的易用性和高效性，因而该系统的开发具有一定的理论意义和实用价值。

   一般而言，一个理想的网络分析仪测量系统应具有较大的动态范围、 良好的隔离度、方向性和频响特性，且没有阻抗失配和信号泄漏，这样才能保证测量结果的准确性。因此，一般在对器件正式测量之前要对网络分析仪作必要的校准工作。

   目前，多数企业对网络分析仪的校准工作仍以手工操作为主，主要通过网络分析仪前面板上的按钮来进行各种校准。显然，这种方式效率较低，没有发挥出仪器所应有的自动化功能。因此，迫切需要开发出一种具有易用性和高效性的自动校准系统。本文以射频网络分析仪 E5070B为平台，详细探讨了基VBA的二端口自动校准系统的开发途径，以期提高企业的工作效率和仪器的自动化控制程度。

  1 .误差分析和二端口全校准

　一般来说，测量系统可能包含三种类型的测量误差，即漂移误差 (主要由热膨胀和热漂移所致)、随机误差 (如仪器噪声误差等)和系统误差。其中，系统误差能通过仪器校准得以消除。系统误差是由测试仪器的不完善所引起的，若这些误差不随时间改变，则它们可以通过校准来确定，且可以在测量过程中用数学处理方式加以消除。网络分析仪的系统误差主要与信号泄漏、信号反射和仪器内接收机的频率响应有关。系统误差通常分为六种类型，如表 1所示。    仪器校准   http://www.szpxjc.com/

    E5070B网络分析仪提供几种不同的校准方法，其中包括频率响应和隔离度校准、增强型频率响应校准、单端口校准、二端口全校准、TRL校准以及电子校准等。 由于在实际的操作过程中，通常要测量器件的所有 S参数(即 Su,5 2,S2】和S")，因此使用最多的校准方法是二端口全校准。该方法所使用的校准件包括开路器 (Open)、短路器 (Short)、匹配负载(Load)以及直通校准件 (Thru)。二端 口全校准为两端 口部件的传输和反射测量提供了正、反向信道中方向性、源匹配、负载匹配、隔离度和频率响应的矢量误差修正。因此，该校准方法为两端口部件的传输和反射测量提供了最佳的幅度、相位测量精度。另外，这种校准方法精度高，且产生操作误差的几率较小，因此得到广泛应用。测试系统的二端口全校准误差信号流图模型 (正向信道)如图 1所示。

    其中，a1和 b1分别为分别为 1端口的归一化人射功率和反射功率，a2和b2分别为2端口的归一化人射功率和反射功率。Ed为方向性误差，Es为源匹配误差，Er为反射轨迹误差，El为传输轨迹误差，Ex为串扰误差，Et为阻抗负载匹配误差 。

   2 .自动校准系统的开发环境与软件设计

　E5070B与以往的网络分析仪相比最大的不同之处在于其内置的Windows操作系统以及基于该平台之上的 VBA编程环境。本文以VBA为主要开发工具，利用可编程仪器标准命令SCPI实现了基于二端口全校准的自动校准系统。整个软件系统采用 Windows的通用图形界面，提供多种信息提示和错误处理机制，并具有较好的开放性和可扩充性，为将来系统的修补和升级提供方便。

  2.1 基于内置 VBA的软件开发环境

　传统的自动化侧试主要利用虚拟仪器技术实现对仪器的控制，即外部PC通过GPIB数据线对仪器发送命令，从而实现仪器的自动化控制。该控制方式的主要缺点是仪器响应外部PC的速度较慢，且需要配置数据线，因而导致测试系统硬件成本的上升。E5070B内置 Windows 2000 Professional操作系统，而VBA是建立在该操作系统之上的开发环境，利用可编程仪器标准命令 SCPI在其中进行编程，从而达到直接控制仪器的目的。因此，这种内置的虚拟仪器技术使仪器的响应速度明显加快，而且硬件的成本也有所下降。

  2.2 自动校准系统的软件架构

　本系统的开发按照经典软件开发流程川，在设计阶段主要完成需求分析、概要设计和详细设计的任务。其中，软件需求分析完成后应形成相应的系统数据流图，这是软件系统的原始模型。本系统的。层数据流图如图2所示。

　　图中包含了两个加工，即 “校准”和 “导出校准信息”。“校准”加工通过接收 “校准端口”数据流决定所要校准的两个端口

在概要设计阶段，应将整个系统划分成功能不同的子模块，并确定各个模块之间的调用关系。自动校准系统中的子模
块主要包括 Open校准模块、Short校准模块、Load校准模块和Thru校准模块，这些子模块包含了二端口全校准的所有操作。各个模块的调用情况如图3 (a)所示。

图中，自动校准系统本身也作为一个子模块处理，这样做的目的是为以后建立完整的自动测试系统做准备，有利于整个系统功能的扩充。

     根据一般的校准过程，通常先测两个端口的Open, Short和 Load校准数据，最后测 Thru校准数据。整个二端 口全校准的流程图如图 3 (b)所示。

 　应当注意，在各条校准命令之间应使用对话框来做提示，一方面引导测试人员下一步的操作，另一方面则使测试人员有足够的时间更换校准件;另外，在某个校准命令之后应使用"SCPI. IEEE4882. OPC" SCPI命令来等待某个校准数据测量完成，否则校准命令之后的语句有被丢失的危险。

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