关于测量电力输送网络(PDN)有很多问题，但这两个是非常常见的。为什么我们用1Ω分流电阻校准2端口测量，为什么我在两个端口上都使用直流阻滞器?在本文中，我将回答这两个问题。图1中的测量设置是一个例子，其中我使用了1Ω校准和直流阻滞器的包含。
图1。电压调节器测试板，具有一对SMA连接器连接到调节器输出和一对SMA连接器连接到1Ω校准电阻(R3)。(图片由AEI Systems提供)。
为什么两个端口都使用DC屏蔽器?
第二个问题比第一个问题容易回答，所以让我们先回答这个问题。使用直流阻滞剂有两个原因。首先，标准的2端口测量将两个仪器端口(通常为50Ω)连接到被测试的VRM。这些端口的负载电流为Vout/25，与设备负载相比，这可能是显著的。例如，测量一个2.5V的低功率稳压器，端口加载将增加100mA的输出电流。这100mA可以超过设备的最大负载，可以使稳压器过载，并可以极大地改变稳压器的性能，这是依赖于负载电流的。
直流阻滞器将仪器与电压调节模块隔离，以消除这种直流负载。采用直流阻滞器的第二个原因是保护仪器输入不受过电压的影响。说到这里，有两点需要注意。宽带低频直流屏蔽器一般采用陶瓷介质电容器，对直流电压偏置敏感。低频极限将随着施加的直流电压而增加。图2中的图表显示了直流偏置对P2130A宽带直流阻滞器的典型影响，以及可用于估计低频极限的曲线拟合方程。始终校准安装的直流阻击器的设置，并注意这种直流偏压效应对低频限制。对于较低的频率，J2130A可能是一个更好的选择，范围为100Hz-1GHz。
当稳压器上电时，低频直流阻滞器仍然可以允许显著的电压瞬态，因此请确保您的仪器提供瞬态保护，并在可能的情况下逐渐为稳压器供电，以尽量减少瞬态能量。
图2。P2130A直流屏蔽器典型低频限制vs直流偏置电压应用于直流屏蔽器
为什么使用1Ω分流校准?
一个常见的问题是，我为什么要使用这种不寻常的方法进行校准。图1所示的测试板还包括连接到1Ω并联电阻(R3)的两个SMA连接器，用于校准2端口测量。我使用这种方法有几个原因。
首先，并不是每个VNA都包括2端口阻抗转换，这包括我们用于低频测量的OMICRON Lab Bode 100。我们可以导出数据并在分析器之外执行转换，也可以使用自动化接口来应用转换，但是我喜欢这种方法的简单性。我也喜欢所需的最小校准硬件。它无需在每个端口上执行S-O-L，也无需在端口之间进行THRU校准，而是简化为一次校准。
误差如图3所示，表明阻值低于约25mΩ时存在+4%的误差，阻值高于2.37Ω时存在-5%的误差。尽管测量范围大大缩小，结果范围在许多应用中是相当可用的。使用改进的2端口测量[1]可以增加电阻
图3测量误差作为被测电阻的函数。校准的最大误差为+4%，-5%对应于2.37Ω的电阻值。
例子测量
为了验证测量结果，将几个2512尺寸的电阻与SMA连接器一起安装到电路板上，如图4所示。1Ω校准电阻在此设置图中连接。三个低值电阻，选择从同一供应商，用于验证测量校准。
图4。VNA和直流阻滞器连接到一个2512尺寸的1欧姆电阻。前景显示了1mΩ、2mΩ和5mΩ的相似电阻值。
图5显示了1 mΩ、2 mΩ和5 mΩ电阻值的前后校准扫描以及测量扫描。
图5。VNA测量扫描在校准前，校准后和三个低值电阻
后校准扫描是平的1Ω，确认执行并应用了THRU校准。低频电阻值分别为1.2 mΩ， 2.3 mΩ和5.6 mΩ，而相应的电感值分别为420 pH, 500 pH和660 pH。
为了进行比较，使用1安培电流源和精密电压表测量电阻，如图6所示。该图显示了1Ω校准电阻的结果。
图6。一个电流限制为1.00安培的电源连接到电阻的一边，一个精密电压表连接到电阻的另一边。这些连接复制用于VNA测量的连接。
三个电阻的直流测量值分别为1.08 mΩ， 2.14 mΩ和5.26 mΩ。使用这种简单的1Ω分流校准技术，所有三个低值电阻的VNA测量都在10% (1dB)以内。
