JPH04294284A - 回路網分析器の較正方法 - Google Patents

回路網分析器の較正方法

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JPH04294284A
JPH04294284A JP3357387A JP35738791A JPH04294284A JP H04294284 A JPH04294284 A JP H04294284A JP 3357387 A JP3357387 A JP 3357387A JP 35738791 A JP35738791 A JP 35738791A JP H04294284 A JPH04294284 A JP H04294284A
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test
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    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • G01R35/005Calibrating; Standards or reference devices, e.g. voltage or resistance standards, "golden" references

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は較正測定が2つの試験
端子間に結合された異なる構成標準について任意の所望
の順序で引き続いて次々と行われる回路網分析の方法に
向けられている。
【0002】
【従来の技術】従来のタイプの回路網分析器の較正方法
は既知である。例えば米国特許明細書4,982,16
4の方法では、4つの較正測定を実施すべき2つの試験
端子の直接接続を2端子通し試験回路として使用するこ
とが好まれる。次に少なくとも更に3つの較正測定が、
更なる2つの較正標準について実施される。例えば既知
の反射をもつ1端子の反射試験回路同米国特許明細書の
記載及び図面においてRが、前記2つの試験端子に順次
に連結される第2の較正標準として使用される。そのた
めに整合負荷回路Mが使用されることが好ましい。しか
しこの第2の較正標準の反射とは異なる任意の反射を行
なう1端子回路が、第3の較正標準として使用される。 例えば、それらは2つの試験端子の一方のみに連結され
る短絡回路Sまたは開回路O等である。普通に使用され
ている12項目較正方法(“Neues  von  
Rohde  &  Schwarz”108号198
4/85の冬季号26頁と27頁)と比較して、この既
知の較正方法はより単純である。その理由は複素分散パ
ラメータのすべてが既知であるところの較正2端子回路
(例えば2端子回路T)のほかには、あと3つの較正標
準(例えばM1,M2.S1)さえあればよいからであ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記の方法は、
一般に使用されている12項目較正方法の欠点を除去で
きるものではない。その欠点とは、試験端子の両方が、
これら追加試験のために較正用の1端子回路に接近する
ことが必要と言うことである。その理由は、1端子回路
の1つ、例えば整合した負荷Mは、なお2つの試験端子
に連結されねばならないからである。それゆえ本発明の
目的は、もっと容易に実施できる回路網分析器の較正方
法で、その回路分析器はより一層単純な較正標準のみを
要するものを提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の方法は、2つの
試験端子間に結合された異なる較正標準について、任意
の所望順序で順次に較正測定を行う回路網分析器の較正
方法であって、第1の較正標準として、複素分散パラメ
ータのすべてが既知であり、且つ前記2つの試験端子間
に連結される2端子回路を使用し、また更なる較正標準
(複数)として相互に異なるが任意の反射を有する1端
子回路で前記の2つの試験端子の一方に順次的に連結さ
れるか、あるいは任意の所望の組合せで両試験端子に連
結される3つの1端子回路を使用する、ことを特徴とす
る。
【0005】
【作用】本発明による方法を用いると、両試験端子で実
施せねばならない1端子回路について行う更なる追加の
較正測定がも早不必要であり、3つの1端子回路を2つ
の試験端子の一方にだけ順次的に連結することが可能と
なる。この方法はまた、ある理由から2つの試験端子の
1つには接続できないか、または接続が困難であるよう
な回路網分析器についての較正測定をも可能にする。2
つの試験端子の内いずれに1端子回路が連結されるかは
本発明の方法にとって重要ではないので、この方法によ
れば、2つの試験端子が例えば一方は同軸線路コネクタ
であり他方は同軸線路ジャックであると云うように異な
った構成をもった回路網分析器でも、簡単な仕方で較正
できる。そのような回路網分析器の較正を行なうための
各種の較正用の1端子回路の接続部は、同軸線路コネク
タの端子かまたは同軸線路ジャック端子の何れにするこ
ともできる。それ故、ユーザの利用のために準備される
べき較正標準の数と種類は、実質的に削減され、単純化
される。本発明による方法を使用すると、較正諸定数は
、そのような回路網分析器に通常に設けられていて給電
している無線周波数信号発生器に2つの試験回路を結合
するところの、転極器の特性によっては影響されない。 そのため、上記転極器の性質についての分離と再現性の
点に関して極端な要求は生じない。この発明のその他の
目的、特徴、および利点、その構成、構造および動作は
、添付図面を用いて行なわれる以下の詳細な説明から最
もよく理解される。
【0006】
【実施例】第1図は、例えばローデ  ウント  シユ
バルツの回路網分析器ZPV−z5の原理に基づいて設
計された型の回路網分析器の基本的回路図である。この
タイプの分析器は、4つの試験点を含み且つその間に被
試験物3を連結できる2つの試験端子1と2を備えてい
る。 試験端子1は、4端子回路4を通って測定枝路5に連結
されている。他方試験端子2は、4端子回路6を通って
測定枝路7に連結されている。2つの4端子回路4およ
び6は、測定ブリッジまたは方向性結合器として設計す
ることができ、且つそれぞれ信号検出器8,9および1
0,11に連結され、それらによって大きさと位相の電
圧測定を行うことができる。2つの測定枝路5および7
は、単純な転極器のような3端子装置12を通って無線
周波数信号発生器13に交互に結合されうる。この種の
回路網分析器を使って、第1図に示された複素反射率S
11とS22および複素透過率S12とS21を測定す
ることができる。
【0007】被試験物の測定に際し、後の検討のためそ
のような回路網分析器のシステム誤差を決定するために
、較正標準に基づく較正方法が、被試験物の測定に先立
って実施され、このとき第2図に示すような各種の較正
標準が第1図の被試験物3の代わりに試験端子1および
2に連結される。最初、第1の較正段階において、すべ
ての複素散乱パラメータが既知な2端子回路からなる標
準回路Tが、2つの試験端子1と2の間に連結される。 好ましくは、上記2端子回路からなる標準回路Tが、2
つの試験端子1、2間の直接接続として設計される。し
かし他の2端子回路、例えば分散パラメータが全部既知
である対応寸法とした線路などもまた好適である。そし
て、それ自体は既知な4つの較正測定が、上記較正標準
回路Tに基づいて実施され、その標準回路Tから対応す
るマトリツクス要素が、以下の数学的説明に従って決定
できる。その後、任意ではあるが相互に異なり、且つ既
知の反射をもつ更に3つの1端子回路M,SおよびOが
、連結される。これらの1端子回路M,S,Oは、試験
端子1または2の一方または両方に順次に連結してもよ
く、あるいは両試験端子1または2に、任意の所望の組
合せで連結されてもよい。第2図に示す実施例では、例
えば第1の1端子回路Mは整合負荷であり、第2の1端
子回路Sは短絡回路であり、第3の1端子部Oは開回路
である。しかしこれらの1端子M,SおよびOは、任意
の所望の別の種類のものとすることもでき、それらは、
任意の反射状態を示すように、対応する長さを持つ予め
接続された線路を有する短絡回路であってもよい。ただ
重要なことは、それらの1端子が、相互に異なる反射を
示さねばならないということである。
【0008】これら3つの追加の1端子回路M,S,O
は、第3図の表に図式的に示したように、試験端子1と
2に、所望の任意の組合せで順次的に連結される。例え
ば、この表の最上の列と最下の行により示したように、
3つの1端子回路M,SおよびOのすべてをただ一つの
試験端子1あるいは試験端子2に、順次に連結すればよ
い。T,M,S,Oの4つの較正標準回路についての全
部で7回の測定、即ち2端子回路Tについての4回の測
定およびそれに続いて更に1端子回路M,S及びOにつ
いての3回の測定を行って、下記の数学的記述に従って
回路網分析器の較正定数を計算するために必要なすべて
のパラメータを決定することができる。以下の記述に関
しては、次のように仮定することとする。すなわちそれ
ぞれ4端子回路4および6について実際に利用できる測
定値m1′m2′m3及びm4に対する各試験端子用の
第1図の波の値a3A′b3A′b1B′a1Bをマツ
ピングするための一対の線形マツプがあるとする。そし
て後者m1′m2′m3′m4は、大抵はそれぞれ信号
検出器8、9および10.11のA−D変換器の出力に
おけるデイジタル値である。
【0009】
【数1】
【0010】
【数2】
【0011】これらの式は、既知の方法で代数変換によ
り得られる。2つの試験端子1および2が、任意の2端
子回路に連結されるとき、以下の種類の測定値マトリッ
クスが得られる。
【0012】
【数3】
【0013】この式(3)において、Nは、試験端子間
に連結されている2端子の透過パラメータのマトリツク
スである。測定値のマトリックスMは、それぞれ測定値
mとm′から形成され、各m値は、転極器12の切換位
置I上で得られる。他方各m′値は、切換位置IIで得
られる。式(3)のマトリックスAおよびBは、求める
ところの較正定数である。個々の較正標準T,M,Sと
Oでの較正測定の順序は、基本的には任意であるが、以
下の例では、つぎのようであるものとする。すなわち、
最初較正測定は2端子回路Tについて行い、その後にお
いてのみ1端子回路M,SおよびOについての較正測定
を行う。次の例では更に以下のように仮定する。すなわ
ち、2端子回路Tとして2つの試験端子1と2の直接の
通し接続Tが行われる。しかしこの単純化は、以下の記
述の一般性に何の影響も与えない。通し接続Tに対して
以下の測定値マトリックスが成り立つ。
【0014】
【数4】
【0015】それ故、4つのマトリツクス要素は、2端
子回路Tにおける4つの較正測定により得ることができ
る。その後、更に3つの較正測定が、第3図の表に従っ
て、試験端子1または試験端子2に任意に接続されてい
る1端子回路M,SおよびOについて行われる。1端子
回路M,SおよびOについてのこれら3つの較正測定は
、以下の方程式により表わされる。
【0016】
【数5】
【0017】ここにrAiは、試験端子1につながれた
回路の較正反射係数、すなわち第3図の表の左側半分か
ら得られる反射係数を示す。これは試験端子2について
のrBiに対しても同様である。一般的な意味において
、上記の(5)の第1の式は、端子1における1端子測
定を記述し、また(5)の第2の式は、端子2における
同様測定についてあてはまる。式(4)によりBijを
消去することによって、大きさAijに関して線型であ
る2つのタイプの方程式が誘導される。
【0018】
【数6】
【0019】ここに
【0020】
【数7】
【0021】これらの式が同次であるから、4つの異な
るAijを決定することは不可能であるが、しかしそれ
は較正を行うためには必要でない。このことは、次に解
が関係するところのものに或る値を与えねばならないこ
とを意味している。この場合一般性への限定な(A22
=1を選択しよう、そうすると式が下のように変形され
る。
【0022】
【数8】
【0023】上記の更なる3つの較正測定のためには、
このタイプの3つの方程式が必要である。これらの式が
3つとも(8a)タイプがまたは3つとも(8b)タイ
プか、あるいは両タイプの混合したものであるかは、第
3図の表による組合せの如何によって決まり、個々の1
端子回路M,SおよびOは、試験端子1および2に連結
される。例えば、表の第2列においては、1端子回路M
および1端子回路Sは、順次に試験端子1に連結され、
その後1端子回路Oが試験端子2に連結されるが、(8
a)タイプの2つの式と(8b)タイプの1つの式が必
要であり、その結果マトリックスAについて以下の条件
式が生じる。
【0024】
【数9】
【0025】マトリックスAが、このように決定された
とき、マトリックスBは、次のようになる。
【0026】
【数10】
【0027】これで較正は完了する。いまや、2つの較
正マトリックスAおよびBにより、次式の関係によって
、関連する測定値マトリックスMXから、単純なマトリ
ツクス乗算を経て、任意の希望する試験項目のパラメー
タNXを計算することが可能である。
【0028】
【数11】
【0029】この数学的記述が示すことは次の通りであ
る。即ち本発明の方法によれば、3つの異なる1端子回
路が任意の所望の組合せでそれぞれ試験端子1および2
に順次に連結されたときに、回路網分析器を正確に較正
することが可能である。
【0030】
【発明の効果】この発明によれば両試験端子で実施せね
ばならない1端子回路についての更なる較正測定が不必
要となり、3つの1端子回路を2つの試験端子の一方に
だけ順次的に連結することが可能となる。そしてそれ故
、2つの試験端子の1つには接続できないか、または接
続が困難であるような回路網分析器について較正測定が
可能になる。この方法によれば、2つの試験端子が、例
えば一方は同軸線路コネクタであり他方は同軸線路ジャ
ックであると云うように異なった構成をもった回路網分
析器でも、簡単な仕方で較正できる。1端子回路の接続
部は、同軸線路コネクタの端子かまたは同軸線路ジャッ
ク端子の何れにすることもでき、それ故、ユーザの利用
のために準備すべき較正標準の数と種類は、実質的に削
減され、単純化される。以上に我々の発明をその特定の
図解の実施例を参照して説明したが、この発明の多くの
変型と修正型は、この発明の精神と範囲から逸脱するこ
となく、この技術分野に熟練した人達には明かになるで
あろう。それ故我々は、そのような変形および修正型が
、この技術に対する我々の寄与の範囲内に正当に且つ適
切に含めてよいものとして、権利を与えられた特許の範
囲内に含めることを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】回路網分析器の基本的回路図。
【図2】較正用1端子を連結するための種々の可能性を
示す図。
【図3】第2図の種々の連結の関係を示す図。
【符号の説明】
1    試験端子 2    試験端子 3    被試験物 4    4端子回路 5    測定枝路 6    4端子回路 7    測定枝路 8    信号検出器 9    信号検出器 10    信号検出器 11    信号検出器 12    3端子装置 13    無線周波数信号発生器 T    2端子回路網 M,S,O    1端子回路網

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  2つの試験端子間に結合された異なる
    較正標準について、任意の所望順序で順次に較正測定を
    行う回路網分析器の較正方法であって、第1の較正標準
    として、複素分散パラメータのすべてが既知であり、且
    つ前記2つの試験端子間に連結される2端子回路を使用
    し、また更なる較正標準(複数)として相互に異なるが
    任意の反射を有する1端子回路であって、前記の2つの
    試験端子の一方に順次的に連結されるか、あるいは任意
    の所望の組合せで両試験端子に連結される3つの1端子
    回路を使用する、ことを特徴とする回路網分析器の較正
    方法。
  2. 【請求項2】  請求項1による方法であって、2端子
    回路が2つの試験端子の直接接続として構成されている
    ことを特徴とする方法。
  3. 【請求項3】  請求項1による方法であって、1端子
    回路の1つが、整合した1端子回路であることを特徴と
    する方法。
  4. 【請求項4】  請求項1による方法であって、1端子
    回路の1つが短絡回路として構成されていることを特徴
    とする方法。
  5. 【請求項5】  請求項1による方法であって、1端子
    回路の1つが、開回路として構成されていることを特徴
    とする方法。
  6. 【請求項6】  請求項1による方法であって、1端子
    回路の1つまたは数個が、所定長さの予め接続された線
    路を有する短絡回路として構成されていることを特徴と
    する方法。
JP3357387A 1990-11-29 1991-11-29 回路網分析器の較正方法 Expired - Fee Related JPH0718904B2 (ja)

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