1 Nguồn cấp nội dung
Mất chèn qua băng là một chỉ số quan trọng của các thiết bị RF thụ động như bộ lọc, bộ ghép phát, cáp. Tuy nhiên, phương pháp kiểm tra đầu ra bằng máy đo công suất đơn thông thường lại không đạt được kết quả chính xác. Bài viết này giải thích nguyên nhân gây ra lỗi và mô tả một thử nghiệm đo công suất kép cực kỳ thực tế trong kỹ thuật và kết quả thử nghiệm thu được bằng cách sử dụng phương pháp này gần như phù hợp với kết quả thu được bằng máy phân tích mạng trong phòng thí nghiệm.
Ngoài ra, bài viết này cũng nhấn mạnh vai trò quan trọng của việc kiểm tra cáp và khớp để kiểm tra độ chính xác, những vấn đề thường bị bỏ qua trong kỹ thuật.
2 Giới thiệu
Mất chèn băng thông là chỉ số chính của các thiết bị RF thụ động. Giá trị tổn thất chèn điển hình là tương đối nhỏ, vì vậy rất khó để đạt được độ chính xác thử nghiệm trong phòng thí nghiệm bằng các phương pháp đo thông thường. Trong phòng thí nghiệm và nhà máy, máy phân tích mạng thường được sử dụng để đo tổn thất chèn. Sử dụng máy phát vô tuyến thông thường làm nguồn tín hiệu và máy đo công suất tần số vô tuyến như BIRD43 hoặc các thiết bị tương tự rất khó để đo giá trị tổn thất chèn ở trạng thái công suất cao. Trên thực tế, tổn thất chèn không thể được đo trực tiếp ở trạng thái công suất cao, giá trị tổn thất chèn phải được tính bằng tỷ lệ công suất RF đầu vào của thiết bị được thử nghiệm (sau đây gọi là DUT), công thức như sau:
IL (dB) = 10 lg (Po / Pi)
Trong đó Pi và Po là công suất RF đầu vào và đầu ra của DUT.
3 Phương pháp kiểm tra đo công suất đơn
Thông thường, một máy đo công suất để đo công suất đầu vào và đầu ra của thiết bị không thể có đủ độ chính xác để kiểm tra các chỉ số xuất xưởng về tổn thất chèn, có nhiều lý do gây ra lỗi.

Hình 1 mô tả một phương pháp phổ biến để đo công suất. Chỉ số mất chèn của DUT trên tần số làm việc là -1.5dB. Máy đo công suất sử dụng loại BIRD43 với đầu dò 50W, máy phát sử dụng bộ thu phát di động 30W, được sử dụng để kết nối thiết bị là cáp đồng trục có chiều dài bất kỳ.

Trong Hình 1A, máy phát được kết nối với DUT bằng máy đo công suất và cáp thử nghiệm 1,2. Khi máy phát được bật, máy đo công suất cho biết công suất chuyển tiếp 32,3W, được ghi là Pi=32,3W. Trong hình 1B, máy phát được kết nối với DUT bằng cáp 1, trong khi đầu ra của DUT được kết nối với tải bằng cáp 3, máy đo công suất và cáp 2. Đồng hồ đo công suất tại thời điểm này cho biết công suất chuyển tiếp 20W. Hãy nhớ rằng P o=20.0W.
Sau các phép đo trên, tổn thất chèn có thể được tính như sau:
IL（dB）=10 lg (20/32.3)= - 2.1dB
Rõ ràng kết quả này không phù hợp với chỉ tiêu xuất xưởng, là chỉ tiêu sai sao? Trước khi đưa ra bất kỳ kết luận nào, chúng ta hãy xem xét các nguyên nhân có thể gây ra lỗi vốn có trong phương pháp đo công suất đơn.

3.1 Nguyên nhân gây ra lỗi đo lường
3.1.1 Thay đổi trở kháng tải của máy phát
Trong Hình 1A và 1B, các cáp có độ dài khác nhau được sử dụng để kết nối DUT và máy phát. Nếu trở kháng đầu vào của DUT không phải là điện trở thuần túy và không bằng 50 Âu, việc thay đổi chiều dài cáp giữa DUT và máy phát cũng gây ra sự thay đổi về biên độ và pha của trở kháng tải được trình bày tại máy phát. Do đó, khi thay đổi trở kháng gây ra bởi việc di chuyển đồng hồ đo điện và cáp từ đầu ra đầu vào của DUT, công suất đầu ra của máy phát cũng sẽ thay đổi theo.
3.1.2 Vị trí của máy đo công suất
Có một sóng đứng trên đường truyền nơi tải trọng không phù hợp hoặc kháng điện được kết thúc. Kết quả thu được từ các phép đo công suất được thực hiện bằng máy đo công suất cũng khác nhau tại các điểm khác nhau do sự hiện diện của sóng đứng tải.
3.1.3 Cáp và mất chèn nội tại
Khi tính toán tổn thất chèn, tổn thất của cáp kết nối bên trong sẽ ảnh hưởng đến phép đo công suất phải được xem xét. Trong các phép đo trên, chỉ số xuất xưởng và thử nghiệm thực địa có lỗi 0,6dB. Nếu máy phát thử nghiệm không ổn định, lỗi sẽ lớn hơn.
3.1.4 Sự bất ổn của máy phát
Nếu trở kháng tải không phải là 50 Euro, nó có thể gây ra sự không ổn định của bộ khuếch đại công suất của một số máy phát. Đặc biệt, các bộ phận cộng hưởng (chẳng hạn như bộ lọc khoang) tạo ra một điện trở lớn trên tần số đáp ứng cắt. Điều này có thể gây ra các dao động tham số tạo ra công suất đầu ra lớn bên ngoài băng thông của DUT. Nếu máy phát tạo ra dao động, công suất đầu ra của máy phát được đo bằng máy đo công suất sẽ bao gồm công suất đi lạc. Nếu phần lớn năng lượng đi lạc bị phân rã bởi DUT, kết quả sẽ tạo ra một "tổn thất chèn giả". Tùy thuộc vào tỷ lệ công suất tàu sân bay đi lạc và phản ứng của DUT, thậm chí có thể có lỗi đo mất chèn lớn hơn.
Trong hình 1C, máy phát được kết nối với DUT (bộ lọc) thông qua một cáp ngắn hơn, có độ dài bất thường, do đó, một dao động được tạo ra, với máy đo công suất trên đầu ra DUT (bộ lọc) và chỉ đọc công suất chuyển tiếp 15,5W, vì khoảng 4,5W công suất đi lạc không đi qua DUT (bộ lọc). Mất chèn có thể được yêu cầu tại thời điểm này là:
IL =10Lg（15.5/32.5）=－3.2dB
Kết quả này đương nhiên là sai.
B5-05=giá trị thông số Kd, (cài 2)

4 Phương pháp thử nghiệm được đề xuất
Phương pháp này sẽ tránh được hầu hết các vấn đề trên. Việc đọc đồng hồ đo năng lượng được sử dụng để sửa tổn thất chèn của thiết bị thử nghiệm và lỗi hiệu chỉnh tương đối của đồng hồ đo năng lượng trước tiên được thực hiện bằng các bước thử nghiệm trong Hình 2A. Các bước trong Hình 2B được sử dụng để đo công suất đầu vào và đầu ra.
Cáp 1 được cắt theo chiều dài nhất định, do đó đảm bảo rằng tổng chiều dài đường truyền giữa đầu ra của máy phát và đầu ra của máy đo công suất là một số lần nguyên của bước sóng nửa của tần số thử nghiệm. Điều này đảm bảo rằng trở kháng tải được nhìn thấy bởi máy phát bằng với DUT được kết nối với máy đo công suất 1. Trong hướng dẫn sử dụng của máy đo công suất, chiều dài * của cáp thử nghiệm cần thiết cho các dải tần số khác nhau thường được bao gồm.
Trong Hình 2B, máy đo công suất 1 và 2 được kết nối với đầu vào và đầu ra của DUT bằng một dây cáp rất ngắn hoặc đầu nối N (M) -N (M), cũng như đầu nối N (M) -N (F) với góc cong 90 độ để tạo điều kiện kết nối giữa máy đo công suất và DUT. Trong Hình 2A, kết nối giữa các máy đo công suất giống như trong Hình 2B, ngoại trừ một bộ chuyển đổi N (F) -N (F) được gắn vào giữa thay vì DUT.
Trong hình 1 và 2, điện trở tải 50 Euro phải được kết nối với đầu ra của máy đo công suất 2 bằng cáp đồng trục ngắn hoặc đầu nối N (M) -N (M). Nếu mất mát trở lại của tải là -30dB (tỷ lệ dừng dưới 1,06) hoặc tốt hơn, chiều dài của đường truyền giữa đồng hồ đo công suất và điện trở tải không yêu cầu đặc biệt.

Các bước kiểm tra như sau:
1. Kết nối máy đo công suất 1 và máy đo công suất 2 trực tiếp, bật máy phát và ghi lại các số đọc công suất chuyển tiếp P1 và P2 như thể hiện trong Hình 2A.
2. Tắt máy phát và kết nối DUT giữa máy đo công suất 1 và 2 như trong Hình 2B.
3. Bật máy phát một lần nữa và ghi lại số đọc công suất chuyển tiếp P3 và P4.
4. Mất chèn được tính như sau:
IL (dB) = 10lg (P1 × P4 / P2 × P3)
Trong ví dụ trên, các phép đo của bộ lọc hộp thu được như sau:
P1=28.7W P3=28.0W
P2=24.0W P4=16.8W
Mất chèn được yêu cầu là:
Po / Pi = (28,7 × 16,8 / 24,0 × 28,0) = 0,7175
IL = 10lg（0.7517）= -1.44dB
Kết quả này khác biệt ít hơn 0,1 dB so với chỉ số xuất xưởng của bộ lọc được thử nghiệm.
Các biện pháp phòng ngừa khác:
1. Cáp và khớp nên được thông qua. Các khớp nên được uốn và hàn nếu có thể. Các khớp kém chất lượng có thể ảnh hưởng đến kết quả đo lường.
2. Không sử dụng đầu nối UHF (SL16) hoặc bộ chuyển đổi.
Đặc tính trở kháng của đầu nối UHF rất xấu ngoại trừ trong băng tần VHF, vì vậy đầu nối loại N phải được sử dụng trên máy đo công suất.
3. Kiểm tra độ tinh khiết phổ của máy phát, bức xạ đi lạc và sóng hài liên quan đến tần số mang phải nhỏ hơn 60 đến 70DB.