如何进行相位测量：复阻抗与线性相位偏离

1）什么是相位测量

同时了解被测件的幅度和相位信息对于高水平的器件集成是非常重要的。同幅度测量一样，相位测量也是利用S参数来完成的。相位测量是相对（比值）测量而不是绝对测量，测量时将进入器件信号（入射信号）的相位与器件响应信号的相位进行比较，响应信号既可以是反射信号也可以是传输信号。假定分析仪已进行过精确校准，则两个信号之间的相位差（即相移）便是被测件相位特性的测量结果，可以通过示波器观察到的入射信号与传输信号之间的相移。

2）为什么进行相位测量

相位测量是矢量网络分析仪的一项重要测量功能，以下列出了对幅度和相位进行精确测量的原因。当元件和电路用在通信系统中传输信号时，不允许产生超过正常限度的信号失真，信号失真包括以下两类：

·线性失真：指的是随频率变化在所关注的频段内不能保持平坦的幅度和线性的相移。

·非线性失真：指电路会产生新的频谱分量。

精确测量元器件或电路的幅度和相位特性非常重要，可以确保这些电路有效的传输或吸收能量，防止传输信号失真。

3）相位测量的类型

·复阻抗：复阻抗数据如电阻、电抗可以通过测量S11和S22确定，可以利用史密斯圆图和极坐标格式观察被测件的复阻抗。

·AM-PM变换：AM-PM变换测量由于系统幅度变化而产生的不希望出现的相位偏离，定义为输入到放大器的功率增加1 dB时输出相位的变化，单位是“度/dB”，在1 dB增益压缩点处进行测量。

·线性相位偏离：线性相位偏离测量被测件所产生的相位失真。理想情况下，被测件的相移和频率成线性关系，相对于理论相移而产生的偏差量称为线性相位偏离（也叫相位线性度）。(www.xing528.com)

·群延迟：群延迟是另一种测量器件相位失真的方法，群延迟测量特定频率的信号通过器件的渡越时间，分析仪根据所测相位响应的导数计算群延迟。

4）线性相位偏离与群延迟

线性相位偏离和群延迟都是测量器件的相位信息，但二者是用于不同目的的测量。

线性相位偏离测量的优点：

·噪声比群延迟小。

·可以更好地表征传输调相信号器件的特性，此时以相位为单位比以秒为单位更合适。

群延迟测量的优点：

·比线性相位偏离更容易解释相位失真现象。

·能最精确地表征被测器件的特性。因为在测量群延迟时，分析仪计算相位纹波的斜率，相位纹波斜率取决于单位频率内的纹波数量，将具有相同相位波纹峰-峰值的相位响应进行比较，更大的相位斜率响应会导致更大的群延迟变化，更大的信号失真。