Nghiên cứu thiết kế chế tạo mạch tích hợp thụ động và tích cực siêu cao tần sử dụng phần mềm thiết kế mạch siêu cao tần và công nghệ gia công mạch dải quy trình đo đạc hiệu chỉnh, kiểm nghiệm chất lượng các sản phẩm

Bộ KH & CN Bộ quốc phòng
Trung tâm KhKt - CnQs
Viện Rađa

Đề tài độc lập cấp Nhà nớc:
Nghiên cứu thiết kế chế tạo mạch tích hợp thụ động và tích
cực siêu cao tần sử dụng phần mềm thiết kế mạch siêu cao tần
và công nghệ gia công mạch dải.

Quy trình đo đạc hiệu chỉnh,
kiểm nghiệm chất lợng Các sản phẩm
M số: ĐTĐL- 2005/28G
Chủ nhiệm đề tài: TS Nguyễn Thị Ngọc Minh

6715-9
11/01/2007

Hà Nội - 2007
Bản quyền 2007 thuộc Viện Rađa
Đơn xin sao chép toàn bộ hoặc từng phần tài liệu này phải gửi đến Viện trởng
Viện Rađa trừ trờng hợp sử dụng với mục đích nghiên cứu.


2


Mục lục


Trang

I. Quy trình đo, hiệu chỉnh bộ khuếch đại tạp thấp

3
II. Quy trình đo, hiệu chỉnh bộ hạn chế chuyển mạch điốt pin

9
III. Quy trình đo, hiệu chỉnh bộ cộng/chia công suất dải sóng cm

14
IV. Quy trình đo, hiệu chỉnh bộ trộn tần cân bằng dải sóng cm

18
V. Quy trình đo, hiệu chỉnh bộ dao động siêu cao tần dải sóng cm

27
VI. Quy trình đo, hiệu chỉnh bộ lọc dải sóng cm 32

VII. Quy trình đo, hiệu chỉnh khối thu cao tần đài rađa -37
35





















3

I. quy trình đo, hiệu chỉnh
bộ khuếch đại tạp thấp
(Theo tiêu chuẩn 41TQSB 131 : 2006)

1. Tham số kỹ thuật chung cần đo đánh giá bộ khuếch đại tạp thấp:
- Dải tần làm việc, [MHz] hoặc [GHz];
- Hệ số tạp, [
dB];
- Hệ số khuếch đại, [dB];
- Độ không đồng đều hệ số khuếch đại trong toàn dải tần, [dB];
- Điểm nén hệ số khuếch đại 1 dB (min), [dBm];
- Điện áp nguồn nuôi, [V];
- Hệ số sóng đứng vào/ra (max);
- Trở kháng vào - ra, .

2. Các phơng tiện kiểm tra chuyên dùng
Các phơng tiện kiểm tra chuyên dùng đợc qui định trong Bảng 1.
Bảng 1: Các phơng tiện đo, kiểm tra chuyên dùng
Đặc tính kỹ thuật

Tên phơng
tiện đo
Giới hạn đo Cấp chính xác
hoặc sai số
1. Máy phân
tích mạch vectơ
HP 8720D
- Dải tần số làm việc:
Từ 50 MHz đến 20 GHz
- Công suất ra cực đại: +5 dBm

- Dải động: 103 dBm
- Công suất vào cực đại: +30 dBm
- Độ chính xác: 0,05 %

- Độ ổn định: 10 x 10
-6
2. Kit hiệu
chuẩn
HP 85054B
Dải tần số làm việc:
Từ 50 MHz đến 20 GHz

3. Máy phát
sóng quét HP
83752B
- Dải tần số làm việc:
Từ 10 MHz đến 20 GHz
- Công suất ra cực đại: +5 dBm
- Độ chính xác: 0,05 %

- Độ ổn định: 10 x 10
-6

4. Máy hiện
sóng HP
54610B
- Dải tần số: từ 0 đến 500 MHz
- Biên độ cực đại đầu vào: 250 V
hoặc 5 V RMS
- Độ nhạy 2 kênh 1, 2: từ 2 mV

đến 5 V
- Độ chính xác: 2% của
cả thang chia.
5. Máy phân
tích hệ số tạp
N8975A
- Dải tần làm việc:
từ 10 MHz đến 26,5 GHz
- Dải đo hệ số tạp: từ 0 đến 20 dB
- Độ chính xác của hệ số
tạp: nhỏ hơn 0,05 dB
- Độ chính xác của hệ số


4
- Dải đo hệ số khuếch đại:
từ âm 20 đến +40 dB
- Có thể lựa chọn 6 giá trị dải
thông: 100 KHz, 200 KHz, 400
KHz, 1 MHz, 2 MHz và 4 MHz
khuếch đại: nhỏ hơn
0,17 dB
- Độ ổn định: 2ppm
6. Nguồn phát
tạp 346A
- Dải tần làm việc:
từ 10 MHz đến 18 GHz
- Hệ số tạp: từ 4,5 đến 6,5 dB
- Công suất ra cực đại: +1 W
- Hệ số sóng đứng: 1,3

Chú thích
: Các phơng tiện đo kiểm tra trên phải đợc kiểm định, còn thời hạn sử dụng và có thể
thay thế bằng các phơng tiện khác tơng đơng có cùng cấp chính xác hoặc có cấp chính xác
cao hơn.


3. Phơng pháp kiểm tra
3.1. Kiểm tra các tham số (dải tần làm việc, hệ số khuếch đại, hệ số sóng đứng, trở
kháng vào ra
) của bộ khuếch đại








Hình 1: Sơ đồ hệ thống kiểm tra các chỉ tiêu kỹ thuật của bộ khuếch đại tạp thấp

a. Phơng tiện kiểm tra: Máy phân tích mạch véctơ HP 8720D và bộ dụng cụ hiệu
chuẩn HP 85054B.
b. Sơ đồ nối thiết bị để kiểm tra bộ khuếch đại: (hình 1)
c. Thiết lập và hiệu chuẩn phép đo:
* Thiết lập chế độ làm việc của máy HP 8720D:
- Đặt dải tần làm việc: Từ 1 GHz đến 4 GHz (hoặc từ 160 MHz đến 250
MHz nếu đo cho 556);
- Thiết lập công suất ra: âm 40 dBm;

- Thiết lập bài đo:
Đa máy đo về chế độ hiển thị 2 kênh: kênh 1 đo S
11
(đo hệ số sóng đứng,
tổn hao phản hồi và trở kháng vào của bộ khuếch đại tạp thấp) và kênh 2 đo S
21
(đo
Máy phân tích mạch vectơ
HP 8720D

Cổng 1 Cổng 2
DUT


5
tổn hao đi qua trong dải, tổn hao ngoài dải và dải tần làm việc của bộ khuếch đại
tạp thấp, hệ số phẩm chất của bộ khuếch đại tạp thấp).
- Đặt số điểm đo, thang đo.
* Hiệu chuẩn phép đo:
- Tiến hành hiệu chuẩn phép đo S
11
ở kênh 1: hiệu chuẩn với hở mạch, ngắn
mạch và tải phối hợp (có trong bộ hiệu chuẩn HP 85054B).
- Nối đầu ra cổng 1 với đầu vào cổng 2 của máy sau đó tiến hành hiệu chuẩn
kênh 2: S
21
(hiệu chuẩn thông qua);
- Nối bộ khuếch đại tạp thấp cần kiểm tra vào hệ thống đo nh hình 1:
+ Nối cổng 1 của máy phân tích mạch HP 8720D với đầu vào bộ khuếch đại
tạp thấp.

+ Nối đầu ra của bộ khuếch đại tạp thấp với cổng 2 của máy phân tích mạch
HP 8720D.
- Bật nguồn phát cho máy phân tích mạch HP 8720D.
* Thực hiện phép đo:
- Quan sát trên màn hình của máy HP 8720D ở kênh 1:
+ Đặc tuyến tổn hao phản hồi của bộ khuếch đại tạp thấp theo hàm của tần
số trong cả dải quét (nếu định dạng của phép đo là log).
+ Đặc tuyến hệ số sóng đứng đầu vào của bộ khuếch đại tạp thấp theo hàm

của tần số trong cả dải quét (nếu định dạng của phép đo là SWR).
+ Trở kháng vào của bộ khuếch đại tạp thấp theo hàm của tần số trong cả dải
quét (nếu định dạng của phép đo là đồ thị Smith).
- Quan sát trên màn hình của máy HP 8720D ở kênh 2:
+ Dải tần làm việc của bộ khuếch đại tạp thấp.
+ Đặc tuyến hệ số khuếch đại S
21
của bộ khuếch đại tạp thấp theo hàm của
tần số trong cả dải quét.
+ Độ không đồng đều hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại tạp thấp theo hàm

của tần số trong cả dải.
+ Điểm nén hệ số khuếch đại 1 dB của bộ khuếch đại tạp thấp theo hàm của
tần số trong cả dải quét
Nếu các tham số đo đợc thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật thì đạt, nếu không
thì phải hiệu chỉnh để các tham số kỹ thuật thoả mãn yêu cầu đã đề ra.
* In kết qủa đo.
3.2. Kiểm tra hệ số tạp của bộ khuếch đại
a. Phơng tiện đo: Máy phân tích hệ số tạp N8975A và nguồn phát tạp 346A.

6
b. Sơ đồ đấu nối phơng tiện đo với bộ khuếch đại cao tần dải rộng đợc mô tả ở
hình 2.
c. Thiết lập và hiệu chuẩn phép đo:
Đặt chế độ làm việc của máy phân tích hệ số tạp N8975A:
+ Thiết lập dải tần làm việc cho máy đo: từ 1 đến 4 GHz (hoặc từ 160 MHz
đến 250 MHz nếu đo cho 556);
+ Thiết lập số điểm đo: 15 điểm;










Hình 2. Sơ đồ đấu nối kiểm tra hệ số tạp
+ Thiết lập dạng hiển thị trên màn hình: Graph (đồ thị);
+ Thiết lập các tham số sau: Averaging: On
Averages: 5
Average Mode: Point
Bandwidth: 4 MHz.
+ Tiến hành hiệu chuẩn với nguồn phát tạp 346A: Nối cáp cao tần giữa đầu
ra nguồn phát tạp 346A và đầu vào 50 của máy phân tích hệ số tạp N8975A. Khi
phép hiệu chuẩn thực hiện xong, trên màn hình máy phân tích hệ số tạp N8975A
hiển thị giá trị hệ số tạp và hệ số khuếch đại gần bằng 0 dB.

d. Tiến hành đo:
+ Nối các dây cáp cao tần nh Hình 2;
+ Đặt các điểm dấu về các vị trí cần đọc;
+ Nối nguồn cung cấp +12V cho bộ khuếch đại. Lúc này trên màn hình máy
phân tích hệ số tạp N8975A hiển thị hệ số tạp và hệ số khuếch đại của bộ khuếch
đại cao tần dải rộng theo hàm của tần số dới dạng bảng hoặc dới dạng đồ thị (có
thể tuỳ chọn bằng cách thay đổi định dạng phép đo nhấn phím FORMAT).
Nếu các tham số đo đợc thoả mãn các chỉ tiêu kỹ thuật thì đạt yêu cầu.
e. In kết quả đo.
3.3. Kiểm tra độ nhạy của bộ khuếch đại

Máy phân tích hệ số tạp
N8975A
INPUT
50
Nguồn
+28V


Bộ khuếch đại tạp thấp


N
g
uồn
phát tạp
346A
INOUT

7
a. Phơng tiện đo: Máy phát sóng quét HP 83752B và máy hiện sóng HP 5461B.
b. Sơ đồ nối thiết bị để kiểm tra độ nhạy: (hình 3).







Hình 3: Sơ đồ hệ thống kiểm tra độ nhạy của bộ khuếch đại tạp thấp
c. Thiết lập và hiệu chuẩn phép đo:
* Thiết lập chế độ làm việc của máy HP 83752B:
- Đặt tần số phát: 2,98 GHz (hoặc 200 MHz nếu đo cho 556);
- Chế độ điều chế trong (Internal);
- Độ rộng xung: 1 às;
- Chu kỳ lặp lại xung: 100 às;
- Công suất xung đầu ra: âm 60 dBm.
* Quy trình đo đợc thực hiện nh sau:
- Nối bộ khuếch đại tạp thấp cần kiểm tra vào hệ thống đo nh hình 3.
- Nối nguồn cho máy phát sóng quét HP 83752B, máy hiện sóng HP 54610B
và tiến hành đo độ nhạy.
- Nối cáp cao tần vào đầu ra của máy phát sóng quét HP 83752B (RF OUT),
đầu còn lại của cáp cao tần nối với đầu vào của khuếch đại tạp thấp.
- Nối đầu ra khuếch đại tạp thấp với máy hiện sóng HP 54610B.
- Quan sát mức tạp trên máy hiện sóng, thiết lập chế độ hiển thị của hiện
sóng ở dạng dễ quan sát tạp nhất.
- Nối phát cho máy phát sóng quét, quan sát tín hiệu trên máy hiện sóng.
Nếu tỉ số Tín/Tạp lớn hơn 1, cần nối thêm bộ suy giảm cố định 10 dB ngay tại đầu

ra của máy phát sóng quét. Điều chỉnh công suất ra của máy phát sóng quét sao
cho tỉ số Tín/Tạp trên hiện sóng bằng 1.
Nếu các tham số đo đợc thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật thì đạt. Nếu không
phải kiểm tra và hiệu chỉnh lại để các tham số của bộ khuếch đại thoả mãn các yêu
cầu đã đề ra.
- Độ nhạy của bộ khuếch đại đợc tính theo công thức sau:
P
độ nhạy
[dBm] = L
suy giảm cố định
+ L
cáp
+ Giá trị hiển thị (trên máy phát).
d. In kết qủa đo.
Máy phát sóng quét
HP 83752B
RF OUT

DUT
OUTIN
Máy hiện sóng
HP 54610B
IN



8
4. Kết quả đo các tham số kỹ thuật của sản phẩm:

Mức chất lợng TT Tên sản

phẩm
Tham số kỹ thuật Yêu cầu
cần đạt
Giá trị
đo đựơc
Số
lợng
01
Bộ khuếch
đại tạp thấp
dải sóng cm

- Dải tần làm việc, [GHz]
- Hệ số tạp, [dB]
- Hệ số khuếch đại, [dB]
- Độ không đồng đều hệ số
khuếch đại trong toàn dải tần,
[dB]
- Điểm nén hệ số khuếch đại 1
dB (min), [dBm]
- Điện áp nguồn nuôi, [V]
- Hệ số sóng đứng vào/ra
(max)
- Trở kháng vào - ra, .
2,7- 3,1
< 3
25
< 1dB

10

+12
1,5:1

50
2,7- 3,1
< 3
25
< 1dB


10

+12
1,5:1

50


02
02
Bộ khuếch
đại tạp thấp
dải sóng
mét

- Dải tần làm việc, [MHz]
- Hệ số tạp, [dB]
- Hệ số khuếch đại, [dB]

- Độ không đồng đều hệ số
khuếch đại trong toàn dải tần,
[dB]
- Điểm nén hệ số khuếch đại 1
dB (min), [dBm]
- Điện áp nguồn nuôi, [V]
- Hệ số sóng đứng vào/ra
(max)
- Trở kháng vào - ra, .
160- 250
3
> 25
< 1dB


10

+12
1,5:1

50
160- 250
3
> 25
< 1dB


10

+12

1,5:1

50


02






9
II. quy trình đo, hiệu chỉnh
bộ hạn chế chuyển mạch điốt pin
(Theo tiêu chuẩn 41 TQSB 132 : 2006)

1. Tham số kỹ thuật chung cần đo đánh giá bộ trộn tần cân bằng:
- Dải tần làm việc, [MHz] hoặc [GHz];
- Tổn hao đi qua, [dB];
- Mức hạn chế, [dB];
- Điện áp nguồn nuôi, [V];
- Trở kháng vào - ra, [
].
2. Các phơng tiện đo và kiểm tra chuyên dùng
Các phơng tiện đo và kiểm tra chuyên dùng đợc quy định trong Bảng 2.
Bảng 2. Các phơng tiện đo và kiểm tra chuyên dùng

Đặc tính kỹ thuật
Tên phơng

tiện đo

Giới hạn đo Cấp chính xác
hoặc sai số
1. Máy phân tích
mạng vectơ HP
8720D
- Dải tần làm việc: từ 50 MHz đến
20 GHz
- Công suất ra cực đại: +10 dBm
- Dải động: 103 dB
- Công suất vào cực đại: +30 dBm
- Độ chính xác:
0,05 %

- Độ ổn định:
10 x 10
-6

2. Kit hiệu chuẩn
HP 85054B đầu giắc
loại N (3/7)
- Dải tần làm việc: từ 50 MHz đến
20 GHz

3. Các đầu chuyển
đổi đầu giắc 50
loại N(3/7) sang đầu
giắc SMA và các
dây cáp cao tần

Chú thích
: Các phơng tiện đo kiểm tra trên phải đợc kiểm định, còn thời hạn sử dụng và có thể
thay thế bằng các phơng tiện khác tơng đơng có cùng cấp chính xác hoặc có cấp chính xác
cao hơn.

3. Phơng pháp kiểm tra
3.1 Kiểm tra dải tần làm việc, mức suy giảm cố định và mức suy giảm tín hiệu khi
có xung điều khiển


10
a. Phơng tiện đo: Máy phân tích mạng vectơ HP 8720D.
b. Sơ đồ đấu nối phơng tiện đo với bộ chuyển mạch điốt Pin đợc mô tả ở hình 4.












Hình 4. Sơ đồ đấu nối kiểm tra dải tần làm việc, mức suy giảm đi qua
và mức suy giảm tín hiệu khi có xung điều khiển

Cách đấu nối:
+ Nối cáp cao tần giữa cổng 1 của máy phân tích mạng vectơ HP 8720D và
đầu vào 1 (đầu tín hiệu nhánh chính);
+ Nối cáp cao tần giữa đầu ra 3 (đầu ra cao tần) và cổng 2 của máy phân
tích mạng vectơ HP 8720D.
5.1.3 Phơng pháp đo
a, Đặt chế độ làm việc của máy phân tích mạng vectơ HP 8720D:
+ Thiết lập máy đo về chế độ đo tham số tán xạ S (đo S
21
) và hiển thị đo đơn
kênh ( kênh 1 đo S
21
: đo tổn hao đi qua);
+ Thiết lập dải tần làm việc cho máy đo: từ 50 đến 400 MHz;
+ Tiến hành hiệu chuẩn phép đo S
21
: Nối đầu chuyển đổi cao tần 2 đầu SMA
(cái - cái) vào 2 đầu dây cáp cao tần tại cổng 1 và 2 của máy phân tích mạng vectơ
HP 8720D, sau đó tiến hành hiệu chuẩn thông qua.
b, Tiến hành đo:
+ Nối các dây cáp cao tần nh hình 4;
+ Đặt các điểm dấu về các vị trí: 181; 187; 200; 210; 219 MHz;
+ Nối đầu tạo xung điều khiển 1 với đầu vào Đk1 của bộ chuyển mạch điốt
Pin, đầu tạo xung điều khiển 2 với đầu vào Đk2 của bộ chuyển mạch điốt Pin. Lúc
này trên màn hình máy phân tích mạng vectơ HP 8720D hiển thị mức suy giảm cố
định của bộ chuyển mạch điốt Pin. In kết quả đo;
+ Nối đầu tạo xung điều khiển 2 với đầu vào Đk1 của bộ chuyển mạch điốt
Pin, đầu tạo xung điều khiển 1 với đầu vào Đk2 của bộ chuyển mạch điốt Pin. Lúc
này trên màn hình máy phân tích mạng vectơ HP 8720D hiển thị mức suy giảm khi
có xung điều khiển của bộ chuyển mạch điốt Pin. In kết quả đo.

Máy phân tích mạng vectơ
HP 8720D
Cổng 1
Cổng 2

Bộ chuyển mạch
điốt Pin
2
1
3
Đk1
Đk2


11
d, Kết quả đo đợc phải thỏa mãn các chỉ tiêu kỹ thuật đã đề ra.
5.2 Kiểm tra hệ số ghép giữa nhánh tín hiệu tạo giả và nhánh chính
a, Phơng tiện đo: Máy phân tích mạng vectơ HP 8720D.
b, Sơ đồ đấu nối phơng tiện đo với bộ chuyển mạch điốt Pin đợc mô tả ở hình 5.

Hình 5. Sơ đồ đấu nối kiểm tra hệ số ghép giữa nhánh tín hiệu tạo giả
và nhánh chính
Cách đấu nối:
+ Nối cáp cao tần giữa cổng 1 của máy phân tích mạng vectơ HP 8720D và
đầu vào 2 (đầu tín hiệu nhánh tạo giả);
+ Nối cáp cao tần giữa đầu ra 3 (đầu ra cao tần) và cổng 2 của máy phân
tích mạng vectơ HP 8720D.
c, Phơng pháp đo
- Đặt chế độ làm việc của máy phân tích mạng vectơ HP 8720D:
+ Thiết lập máy đo về chế độ đo tham số tán xạ S (đo S
21
) và hiển thị đo đơn
kênh ( kênh 1 đo S
21
: đo tổn hao đi qua);
+ Thiết lập dải tần làm việc cho máy đo: từ 50 đến 400 MHz;
+ Tiến hành hiệu chuẩn phép đo S
21
: Nối đầu chuyển đổi cao tần 2 đầu SMA
(cái - cái) vào 2 đầu dây cáp cao tần tại cổng 1 và 2 của máy phân tích mạng vectơ
HP 8720D, sau đó tiến hành hiệu chuẩn thông qua.
- Tiến hành đo:
+ Nối các dây cáp cao tần nh hình 5;
+ Đặt các điểm dấu về các vị trí: 181; 187; 200; 210; 219 MHz. Lúc này trên
màn hình máy phân tích mạng vectơ HP 8720D hiển thị hệ số ghép giữa nhánh tín
hiệu tạo giả và nhánh chính;
+ In kết quả đo.
d, Kết quả đo đợc phải thỏa mãn các chỉ tiêu kỹ thuật đã đề ra.
3.3 Kiểm tra hệ số sóng đứng và trở kháng vào, ra
a, Phơng tiện đo: Máy phân tích mạng vectơ HP 8720D.

b, Sơ đồ đấu nối phơng tiện đo với bộ chuyển mạch điốt Pin đợc mô tả ở hình 6.

Máy phân tích mạng vectơ
HP 8720D
Cổng 1
Cổng 2

Bộ chuyển mạch
điốt Pin
2
1
3
Đk1
Đk2


12











Hình 6. Sơ đồ đấu nối kiểm tra trở kháng vào, ra

c, Phơng pháp đo
- Đặt chế độ làm việc của máy phân tích mạng vectơ HP 8720D:
+ Thiết lập máy đo về chế độ đo tham số tán xạ S (đo S
11
) và hiển thị đo đơn
kênh ( kênh 1 đo S
11
: đo tổn hao phản hồi);
+ Thiết lập dải tần làm việc cho máy đo: từ 50 đến 400 MHz;
+ Tiến hành hiệu chuẩn phép đo S
11
: Hiệu chuẩn kênh 1 (đầu ra cổng 1) với
đầu ngắn mạch, đầu hở mạch và tải chuẩn (có trong bộ hiệu chuẩn HP 85054B).
- Tiến hành đo:
+ Đặt các điểm dấu về các vị trí: 181; 187; 200; 210; 219 MHz;
+ Định dạng phép đo: SWR (nếu đo hệ số sóng đứng);
SMITH CHARTH (nếu đo trở kháng).
+ Nối cáp cao tần giữa cổng 1 của máy phân tích mạng vectơ HP 8720D và
đầu vào 1 (đầu tín hiệu nhánh chính). Lúc này trên màn hình máy phân tích
mạng vectơ HP 8720D hiển thị trở kháng vào của đầu vào 1. In kết quả đo;
+ Nối cáp cao tần giữa cổng 1 của máy phân tích mạng vectơ HP 8720D và
đầu vào 2 (đầu tín hiệu nhánh tạo giả). Lúc này trên màn hình máy phân tích
mạng vectơ HP 8720D hiển thị trở kháng vào của đầu vào 2. In kết quả đo;
+ Nối cáp cao tần giữa cổng 1 của máy phân tích mạng vectơ HP 8720D và
đầu ra 3 (đầu ra cao tần). Lúc này trên màn hình máy phân tích mạng vectơ HP
8720D hiển thị trở kháng ra của đầu ra 3. In kết quả đo.
d, Kết quả đo đợc phải thỏa mãn các chỉ tiêu kỹ thuật đã đề ra.

Máy phân tích mạng vectơ
HP 8720D
Cổng 1

Bộ chuyển mạch
điốt Pin
2
1
3
Đk1
Đk2
Cổng 2


13
4. Kết quả đo các tham số kỹ thuật của sản phẩm:

Mức chất lợng TT Tên sản
phẩm
Tham số kỹ thuật Yêu cầu
cần đạt
Giá trị
đo đựơc
Số
lợng
01 Bộ chuyển
mạch/hạn
chế điốt PIN
dải sóng cm
- Dải tần làm việc, GHz

- Tổn hao đi qua, dB
- Mức hạn chế, dB
- Điện áp nguồn nuôi, V
- Trở kháng vào - ra,
2,7- 3,1
< 3
40
+5, -12
50
2,7- 3,1
< 3
40
+5, -12
50
02
02 Bộ chuyển
mạch/hạn
chế điốt PIN
dải sóng m
- Dải tần làm việc, MHz
- Tổn hao đi qua, dB
- Mức hạn chế, dB
- Điện áp nguồn nuôi, V
- Trở kháng vào - ra,
160- 250
3
> 40
+5, +12
50

160- 250
3
> 40
+5, +12
50

02






















14

III. quy trình đo, hiệu chỉnh bộ cộng/chia
công suất dải sóng cm


1. Tham số kỹ thuật chung cần đo đánh giá bộ cộng/chia công suất:
- Dải tần làm việc, [GHz];
- Độ cách ly cực tiểu, [dB];
- Tổn hao chèn cực đại so với 3dB, [dB];
- Hệ số sóng đứng đầu vào;
- Hệ số sóng đứng đầu ra;
- Trở kháng vào ra, [].

2. Các phơng tiện kiểm tra chuyên dùng
Các phơng tiện kiểm tra chuyên dùng đợc qui định trong Bảng 3.
Bảng 3: Các phơng tiện đo, kiểm tra chuyên dùng
Đặc tính kỹ thuật

Tên phơng
tiện đo
Giới hạn đo Cấp chính xác
hoặc sai số
1. Máy phân tích
mạch vectơ HP
8720D
- Dải tần số làm việc:
Từ 50 MHz đến 20 GHz
- Công suất ra cực đại: +5 dBm
- Dải động: 103 dBm
- Công suất vào cực đại: +30 dBm
- Độ chính xác: 0,05 %

- Độ ổn định: 10 x 10
-6
2. Kit hiệu chuẩn
HP 85054B
Dải tần số làm việc:
Từ 50 MHz đến 20 GHz


Chú thích
: Các phơng tiện đo kiểm tra trên phải đợc kiểm định, còn thời hạn sử dụng và có thể
thay thế bằng các phơng tiện khác tơng đơng có cùng cấp chính xác hoặc có cấp chính xác
cao hơn.


3. Phơng pháp kiểm tra
3.1. Sơ đồ nối thiết bị để kiểm tra: (hình 7)






15

Hình 7: Sơ đồ hệ thống kiểm tra các chỉ tiêu kỹ thuật của bộ cộng/chia công suất


3.2 Thiết lập và hiệu chuẩn phép đo:

a. Thiết lập chế độ làm việc của máy HP 8720D:
- Đặt dải tần làm việc: Từ 2.7 GHz đến 3,1 GHz;
- Thiết lập công suất ra: 0 dBm;
- Thiết lập phép đo:
+ Đa máy đo về chế độ hiển thị 2 kênh: kênh 1 đo S
11
(đo hệ số sóng đứng, và
trở kháng vào- ra của bộ cộng/chia công suất) và kênh 2 đo S
21
(Đo dải tần làm
việc và tổn hao chèn cực đại của bộ cộng/chia công suất).
+ Đặt số điểm đo, thang đo.
b. Hiệu chuẩn phép đo:
- Tiến hành hiệu chuẩn phép đo S
11
ở kênh 1: hiệu chuẩn với hở mạch, ngắn
mạch và tải phối hợp (có trong bộ hiệu chuẩn HP 85054B)
- Nối đầu ra cổng 1 với đầu vào cổng 2 của máy sau đó tiến hành hiệu chuẩn
kênh 2: S
21
(hiệu chuẩn thông qua);
c. Thực hiện phép đo:

- Nối bộ cộng/chia công suất cần kiểm tra vào hệ thống đo nh hình 7.
Trên màn hình của máy đo có thể thấy ở kênh 1:
+ Đặc tuyến hệ số sóng đứng đầu vào S
11
của bộ cộng/chia công suất theo hàm
của tần số trong cả dải quét (nếu định dạng của phép đo là SWR).
+ Trở kháng vào-ra của bộ cộng/chia công suất theo hàm của tần số trong cả dải
quét (nếu định dạng của phép đo là đồ thị Smith).
Trên màn hình của máy đo có thể thấy ở kênh 2:
+ Dải tần làm việc của bộ cộng/chia công suất/
2
Máy phân tích mạch vectơ
HP 8720D

Cổng 1 Cổng 2

Tải 50
1
3


16
+ Đặc tuyến tổn hao chèn cực đại S
21
so với 3dB của bộ cộng/chia công suất
theo hàm của tần số trong cả dải quét (nếu định dạng của phép đo là log).
- Đổi vị trí của đầu ra 2 và đầu ra 3 để quan sát trên kênh 2 đặc tuyến tổn hao
chèn cực đại S
31
so với 3dB của bộ cộng/chia công suất theo hàm của tần số trong

cả dải quét.
- Nối tải với đầu vào 1 của bộ cộng chia công suất, cổng 1 của máy phân tích
mạch với đầu ra 2 bộ cộng/chia công suất và cổng 2 của máy phân tích mạch với
đầu ra 3 của bộ cộng/chia công suất.
Trên màn hình của máy đo có thể thấy ở kênh 1:
+ Đặc tuyến hệ số sóng đứng đầu ra S
22
của bộ cộng/chia công suất theo hàm
của tần số trong cả dải quét (nếu định dạng của phép đo là SWR).
+ Trở kháng vào-ra của bộ cộng/chia công suất theo hàm của tần số trong cả dải
quét (nếu định dạng của phép đo là đồ thị Smith).
Trên màn hình của máy đo có thể thấy ở kênh 2:
+ Độ cách ly cực tiểu S
23
của bộ cộng/chia công suất theo hàm của tần số trong
cả dải quét (nếu định dạng của phép đo là log).
- Hoán đổi cổng 2 và cổng 3 của bộ cộng/chia công suất.
Trên màn hình của máy đo có thể thấy ở kênh 1:
+ Đặc tuyến hệ số sóng đứng đầu ra S
33
của bộ cộng/chia công suất theo hàm
của tần số trong cả dải quét (nếu định dạng của phép đo là SWR).
+ Trở kháng vào-ra của bộ cộng/chia công suất theo hàm của tần số trong cả dải
quét (nếu định dạng của phép đo là đồ thị Smith).
Trên màn hình của máy đo có thể thấy ở kênh 2:
+ Độ cách ly cực tiểu S
32
của bộ cộng/chia công suất theo hàm của tần số trong
cả dải quét (nếu định dạng của phép đo là log).
Nếu các tham số đo đợc thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật thì đạt. Nếu không

phải kiểm tra và hiệu chỉnh lại để các tham số của bộ cộng/chia công suất thoả mãn
các yêu cầu đã đề ra.
d. In kết qủa đo.







17
4. Kết quả đo các tham số kỹ thuật của sản phẩm:

Mức chất lợng
TT
Tên
sản phẩm
Tham số kỹ thuật Yêu cầu
cần đạt
Giá trị đo
đựơc
Số
lợng
01
Bộ
cộng/chia
công suất
- Dải tần làm việc, [GHz]
- Độ cách ly cực tiểu, [dB]
- Tổn hao chèn cực đại so

với 3dB, [dB]
- Hệ số sóng đứng đầu vào
- Hệ số sóng đứng đầu ra
- Trở kháng vào ra, [].

2,7 3,1
20
0,3

1,5
1,5
50

2,7 3,1
20
0,3

1,5
1,5
50


02

18
IV. quy trình đo, hiệu chỉnh bộ trộn tần
cân bằng dải sóng cm
(Theo tiêu chuẩn 41TQSB 134 : 2006)

1. Tham số kỹ thuật chung cần đo đánh giá bộ trộn tần cân bằng:
- Tần số làm việc, [GHz];
- Tổn hao trộn, [dB];
- Độ phân cách, [dB];
- Hệ số sóng đứng.
2. Phơng tiện dùng để đo:
Các phơng tiện đo, kiểm tra chuyên dùng đợc qui định trong Bảng 4.
Bảng 4: Các phơng tiện đo, kiểm tra chuyên dùng

Đặc tính kỹ thuật

Tên phơng
tiện đo
giới hạn đo cấp chính xác
hoặc sai số
1. Máy phân
tích phổ HP
8593E
- Dải tần số: Từ 9 KHz đến 22 GHz
- Dải biên độ: Từ âm 114 dBm đến
+30 dBm

Độ phân giải: 20 Hz
2. Máy phát
sóng quét HP
83752A
- Dải tần số: Từ 10 MHz đến 20 GHz
- Công suất ra: Từ âm 80 dBm đến +17 dBm
Độ chính xác: 0,05 %

Độ ổn định: 10 x 10
-6

3. Máy phân
tích mạch HP
8720D
- Dải tần số: Từ 50 MHz đến 20 GHz

Sai số phép đo: < 0,5 % (W)

và < 0,02 dB
4. Bộ dao động
VCO
- Dải tần số: Từ 2,5 GHz đến 3,5
GHz
- Dải công suất ra: Từ 0 dBm đến +13
dBm
Dải điều chỉnh tần số:
1 GHz
5. Tải phối
hợp 50

- Dải tần số: Từ DC đến 10 GHz


6. Bộ ghép
định hớng
- Dải tần số làm việc: Từ DC đến 20 GHz

Chú thích
: Các phơng tiện đo kiểm tra trên phải đợc kiểm định, còn thời hạn sử dụng và có thể
thay thế bằng các phơng tiện khác tơng đơng có cùng cấp chính xác hoặc có cấp chính xác
cao hơn.
3. Phơng pháp kiểm tra
3.1 Kiểm tra tổn hao trộn tần


19
Đánh giá tham số tổn hao biến đổi chính là đánh giá hiệu suất của các bộ
trộn tần cân bằng. Đây là tỉ số giữa công suất của tín hiệu IF và công suất của tín

hiệu đầu vào RF và đợc biểu diễn qua đơn vị dB.
Hình 8 giải thích tham số tổn hao trộn tần (tổn hao biến đổi).


Mức công suất
Tổn hao trộn tần



Tần số F
if
=f
rf
-f
lo
f
lo
f
rf
F
if
=f
rf
+f
lo

Hình 8. Giải thích tham số tổn hao trộn tần (tổn hao biến đổi)

Có 2 phơng pháp đo và đánh giá tham số tổn hao trộn tần.
Phơng pháp thứ nhất: Dùng máy phân tích mạch HP 8720D.

Sơ đồ đo và phơng pháp kiểm tra đợc mô tả ở Phụ lục A
Phơng pháp thứ hai: Sử dụng máy phát sóng quét, bộ dao động ngoại sai,
vôn kế và bộ lọc thông thấp, sơ đồ đo kiểm tra đợc mô tả ở Phụ lục B
ở phơng pháp thứ nhất, tiến hành triển khai và đo kiểm tra theo sơ đồ (Hình
A.1) ở Phụ lục A.
Giá trị K
th
phải nhỏ hơn hoặc bằng 7, thoả mãn yêu cầu đặt ra.
Tơng tự, phơng pháp thứ hai ta cũng nối thiết bị, máy đo theo sơ đồ trên
Phụ lục 2, tiến hành đo, đánh giá kết quả. Giá trị K
th
cũng phải thoả mãn yêu cầu,
cũng phải nhỏ hơn hoặc bằng 7 dB.

3.2 Kiểm tra độ phân cách giữa các cổng của bộ trộn tần
Phép đo, kiểm tra đánh giá độ phân cách giữa các cổng của bộ trộn tần cân
bằng nh độ phân cách giữa RF và LO, độ phân cách giữa RF và IF chính là phép
đánh giá mức tín hiệu dò từ cổng này sang cổng kia. Mức tín hiệu đi thẳng (không
qua điốt trộn) chính là mức tín hiệu RF ở cổng IF. Độ phân cách cao cũng có nghĩa
là lợng tín hiệu cao tần rò hoặc đi thẳng giữa các cổng của bộ trộn tần cân bằng là
rất nhỏ.
- Triển khai sơ đồ đo, kiểm tra theo Phụ lục B.
- Tiến hành đo và đánh giá kết quả. Các giá trị phải thoả mãn yêu cầu của đặt ra.
3.3 Kiểm tra hệ số sóng đứng (VSWR - Voltage Standing Wave Ratio)
- Triển khai các phơng tiện đo theo sơ đồ trên Phụ lục C.


20
- Các phơng tiện đo cần triển khai: Máy phát sóng quét HP 83752A, bộ ghép định
hớng, máy phân tích phổ HP 8593E, bộ dao động ngoại sai, tải phối hợp 50 .

Hệ số sóng đứng các cổng của bộ trộn đợc đo tại cổng RF và cổng IF.
Trớc hết ta tiến hành đo, đánh giá VSWR tại cổng RF của bộ trộn.
Nối tín hiệu của LO vào cổng LO, cổng IF khi đó đợc lắp tải phối hợp 50 .

4. Kết quả đo các tham số kỹ thuật của sản phẩm:

Mức chất lợng TT Tên
sản phẩm
Tham số kỹ thuật Yêu cầu
cần đạt
Giá trị
đo đựơc
Số
lợng
01 Bộ trộn tần
cân bằng dải
sóng cm
- Dải tần làm việc, GHz
- Tần số IF, MHz
- Tổn hao cực đại trên toàn
bộ dải tần, dB
- Độ phân cách LO-RF, dB
- Độ phân cách LO-IF, dB
2,7 3,1
DC- 200
7,0

40
40

2,7 3,1
DC- 200
7,0

40
40

02



















21
Phụ lục A
(Quy định)

Phơng pháp đo tổn hao trộn tần

A.1 Phơng pháp dùng máy phân tích mạch HP 8720D
A.1.1 Sơ đồ đấu nối thiết bị kiểm tra









Hình A.1. Sơ đồ thiết lập bài đo tổn hao trộn tần sử dụng
máy phân tích mạch HP 8720D
Chú thích:
1 - Đầu ra cao tần máy phân tích mạch.
2 - Đầu vào cao tần (đã qua thiết bị cần kiểm tra) máy phân tích mạch.
3 - Đầu vào kênh R của máy phân tích mạch.
A.1.2 Phơng pháp đo
1) Đặt LO về chế độ tần số liên tục và mức công suất cần thiết:
Dải tần từ 2,5 đến 3,5 GHz; P bằng 13 dBm.
2) Đặt giá trị công suất của máy phân tích mạch cho cổng R, âm 10 dBm hoặc
nhỏ hơn bằng cách nhấn các phím sau trên máy phân tích mạch:
POWER POWER RANGE MAN.
3) Đặt dải tần số quét của máy phân tích mạch.
- Tần số đầu: 2,5 GHz.
- Tần số cuối: 3,5 GHz.
4) Tiến hành hiệu chuẩn cho toàn dải IF:
- Nhấn cal receiver cal.

- Nhấn take rCVR CAL SWEEP.
Khi hiệu chuẩn xong có thể quan sát đợc mức công suất 0 dBm.
1
Máy phân
tích mạch
HP 8720D

RF IF
LO
3
2


22
5) Để lựa chọn dạng trộn tần (trộn lên hay trộn xuống), nhấn các phím sau
đây:
- DOWN CONVERTER.
- RF > LO.
6) Tiến hành đo tổn hao trộn tần bằng cách nối nguồn cho LO để LO cho ra
tín hiệu ở dải tần và mức công suất mong muốn. Bật nguồn RF của máy phân
tích mạch.
7) Kết quả đo tổn hao trộn tần đợc hiển thị trên màn hình của máy phân tích
mạch, ta có thể in kết quả này để làm tài liệu.
Giá trị tổn hao trộn đợc máy phân tích mạch tính nh sau:
Tổn hao trộn/Khuếch đại =
Pinput
Poutput

A.2 Phơng pháp dùng máy phát sóng quét HP 83752A
A.2.1 Sơ đồ đấu nối thiết bị kiểm tra

Hình A.2. Sơ đồ triển khai thiết bị đo tổn hao trộn dùng
máy phát sóng quét HP 8375A
A.2.2 Phơng pháp đo
1) Đặt LO về chế độ tần số liên tục và mức công suất cần thiết:
Dải tần: Từ 2,5 đến 3,5 GHz; Công suất ra: 13 dBm.
2) Đặt máy phát sóng quét theo giả định tín hiệu phát của -37:
Chế độ xung điều chế trong; độ rộng xung 1 às; T
l
bằng 2,5 ms; công suất
tín hiệu bằng âm 25 dBm.
Máy phát sóng
q
uét HP 8375A
Má
y

p
hân tích

phổ HP 8593E
Bộ lọc
thôn
g
thấ
p


Bộ trộn tần
Bộ dao động
n
g
o
ạ
i sai


23
3) Thiết lập chế độ làm việc của máy phân tích phổ để đo mức công suất của
tín hiệu trung tần:
Tần số trung tâm 30 MHz, tuỳ thuộc vào mức tín hiệu trung tần đầu vào, đặt
độ phân giải và mức suy giảm cần thiết để tín hiệu trung tần quan sát đợc
dễ nhất.
4) Bật phát RF trên máy phát sóng quét. Ghi lại mức công suất của tín hiệu
trung tần trên máy phân tích phổ.
Giá trị tổn hao biến đổi = Mức công suất RF Mức công suất trên máy phân
tích phổ.

24
Phụ lục b
(Quy định)
Phơng pháp đo độ phân cách giữa các cổng

B.1 Sơ đồ đấu nối thiết bị kiểm tra

Hình B.1. Sơ đồ triển khai thiết bị đo độ phân cách giữa
các cổng của bộ trộn tần
Chú thích:
1 - Đầu ra cao tần máy phân tích mạch
2 - Đầu vào cao tần (đã qua thiết bị cần kiểm tra) máy phân tích
mạch.
B.2 Phơng pháp đo
B.2.1 Đo độ cách ly giữa LO và RF
1) Nối nguồn cho máy phân tích mạch bằng cách nhấn phím preset.
2) Chọn dải tần số làm việc của máy phân tích mạch: Từ 2,5 đến 3,5 GHz.
3) Đặt mức công suất ra của máy phân tích mạch: âm 10dBm.
4) Tiến hành hiệu chuẩn cho máy phân tích mạch.
5) Nối bộ trộn tần với máy phân tích mạch theo hình B.1.
6) Nối phát RF cho máy phân tích mạch. Kết quả độ phân cách giữa LO và RF
đợc hiển thị trên màn hình của máy phân tích mạch. Có thể lu trữ kết quả này
trên máy hoặc in để làm tài liệu.


Máy phân tích mạch

HP 8720D
LO RF
IF
Tải 50


1 2


25
B.2.2 Đo mức RF đi qua

B.2.2.1 Sơ đồ đấu nối thiết bị kiểm tra

1 2










Hình B.2. Sơ đồ triển khai thiết bị đo mức đi qua của RF

Chú thích:
1 - Đầu ra cao tần máy phân tích mạch.
2 - Đầu vào cao tần (đã qua thiết bị cần kiểm tra) máy phân tích mạch.

B.2.2.2 Phơng pháp đo
1) Nối nguồn cho máy phân tích mạch bằng cách nhấn phím preset.
2) Chọn dải tần số làm việc của máy phân tích mạch: Từ 2,5 đến 3,5 GHz.
3) Đặt mức công suất ra của máy phân tích mạch: âm 10dBm.
4) Tiến hành hiệu chuẩn cho máy phân tích mạch.
5) Nối bộ trộn tần với máy phân tích mạch theo hình B.2.
6) Nối phát RF cho máy phân tích mạch. Kết quả đo mức đi qua của tín hiệu
RF đợc hiển thị trên màn hình của máy phân tích mạch. Có thể lu trữ kết quả này
trên máy hoặc in để làm tài liệu.






Máy phân tích
mạng HP 8720D


RF IF

Nguồn dao động
ngoài