测量误差及其特性

• 概述

• 漂移误差

• 随机误差

• 系统误差

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概述

为了确定为提高精确度应采取的适当措施，了解影响测量误差的各种因素是很重要的。测量误差分为三类：

漂移误差

漂移误差是由测量仪器（测量系统）在校准之后的性能改变引起的。主要原因是测量仪器内部连接电缆的热膨胀和变频器的热漂移。减小此类误差的方法有：随着环境温度的改变进行频率校准，或在测量期间维持稳定的环境温度。

随机误差

在使用仪器期间将无规律地发生随机误差。由于随机误差无法预测，所以不能通过校准加以消除。随机误差依据它们产生的原因，可以进一步分为以下几小类。

•  仪器噪声误差

•  开关重复性误差

•  连接器重复性误差

仪器噪声误差

仪器噪声误差由测量仪器中所用元件内的电气起伏引起。减小此类误差的方法有提高提馈至 DUT 的信号功率、缩小 IF 带宽或启动扫描平均。

开关重复性误差

引起开关重复性误差的原因是：每当接通测量仪器时，仪器中所用机械 RF 开关的电气特性将发生改变。此类误差可以通过在不进行任何开关操作的条件下进行测量来减小。
（由于 E5071C 未装配机械 RF 开关，所以无需担心此类误差）。

连接器重复性误差

引起连接器重复性误差是磨损使连接器的电气特性发生起伏变化。此类误差可通过细心操作连接器来减小。

系统误差

引起系统误差的原因是测量仪器和测试装置（电缆、连接器和夹具等）存在瑕疵。假设这些误差是可重复的（即可预测），且其特性不会随时间而改变，则可通过校准确定这些误差的特性，测量时用数学方法予以消除。系统误差有以下六种类型。

由测量系统中信号泄漏引起的误差：

• 方向性

• 隔离（串扰）

由测量系统中反射引起的误差：

• 源匹配

• 负载匹配

由测量仪器内接收机的频率响应引起的误差：

• 反射跟踪

• 传输跟踪

E5071C 的每个测试端口有两个接收机：参考接收机和测试接收机（传输测量或反射测量）。可以同时用这两个接收机进行测量。

E5071C 的端口结构和系统误差

方向性误差 (Ed)

引起方向性误差的原因是：在反射测量中，通过定向耦合器，接收机 T1 将接收除来自 DUT 的反射信号之外的一些信号。当某个端口为激励端口时，对于每个激励端口可以将方向性误差定义为常量值，因为其他端口的端接状态不会改变。E5071C 的方向性误差数量等于所用激励端口的数量。

隔离误差 (Ex)

引起隔离误差（串扰误差）的原因是：在传输测量中，除 DUT 的信号之外还有泄漏到传输测量端口测试接收机的一些信号。当某个端口为激励端口时，应针对每个其他端口来定义隔离误差。因此，E5071C 的隔离误差数量等于激励端口与响应端口的组合的总数。

源匹配误差 (Es)

当 DUT 的反射信号在信号源处反射并再次进入 DUT 时，将引起源匹配误差。当某个端口为激励端口时，对于每个激励端口，源匹配定义为常量值，因为信号源开关的状态不会改变。E5071C 的源匹配误差数量等于所用激励端口的数量。

负载匹配误差 (El)

当响应端口接收机测量的是一部分（不是全部）在响应端口被反射的 DUT 中传输的信号时，便引起负载匹配误差。当某个端口为激励端口时，对于每个其他端口定义负载匹配误差。因此，E5071C 的负载匹配误差数量等于激励端口与响应端口的组合的总数。

反射跟踪误差 (Er)

反射跟踪误差是由反射测量中激励端口的测试接收机和参考接收机之间的频率响应差异引起的。针对于每个激励端口，可以将反射跟踪误差定义为常量值，因为激励端口的测试接收机和参考接收机的组合不会改变。E5071C 的反射跟踪误差数量就是所用激励端口的数量。

 传输跟踪误差 (Et)

引起传输跟踪误差的原因是：在传输测量中，响应端口的测试接收机和激励端口的参考接收机之间的频率响应不同。当某个端口为激励端口时，针对于每个其他端口定义传输跟踪误差。因此，E5071C 的传输跟踪误差数量等于激励端口与响应端口的组合的总数。