西安黃河機(jī)電有限公司計(jì)量處 翟媛媛

文章通過(guò)分析E8362B矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的校準(zhǔn)與常見故障以及該儀表的典型維修實(shí)例，對(duì)E8362B矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的校準(zhǔn)及常見的故障維修問(wèn)題進(jìn)行深入的分析和總結(jié)。

射頻工程領(lǐng)域中，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀是最復(fù)雜并且具有多方面用途的測(cè)試設(shè)備；它既可以用在研發(fā)過(guò)程中，也可以用于生產(chǎn)測(cè)試。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀是射頻、微波行業(yè)測(cè)試的萬(wàn)用表?？芍苯訙y(cè)試有源或無(wú)源、雙口和單口網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜散射參數(shù)，并以掃頻方式給出各散射參數(shù)的幅度、相位特性。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀能對(duì)測(cè)試結(jié)果逐點(diǎn)進(jìn)行誤差修正，并換算出幾十種網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，如電壓駐波比、阻抗（或?qū)Ъ{）、衰減（或增益）、相移和群延時(shí)等參數(shù)。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀在高科技領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，也使得它的維修工作變得十分重要。

1 E8362B矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的校準(zhǔn)

掌握網(wǎng)絡(luò)分析儀的校準(zhǔn)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)分析儀使用和故障判定有著非常最重要的作用。網(wǎng)絡(luò)分析儀的校準(zhǔn)功能可保證各種器件測(cè)試時(shí)的精度。校準(zhǔn)的目的是消除儀表和外圍測(cè)試連接電纜等的系統(tǒng)誤差，校準(zhǔn)過(guò)程實(shí)際是通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)件的測(cè)試，確定這些誤差的定量參數(shù)，然后通過(guò)修正消除。網(wǎng)絡(luò)分析儀在校準(zhǔn)時(shí)設(shè)置測(cè)試狀態(tài)應(yīng)該和被測(cè)件的實(shí)際測(cè)試狀態(tài)相同。這些測(cè)試狀態(tài)包含：頻率范圍、功率、測(cè)試點(diǎn)數(shù)、接收機(jī)帶寬、掃描時(shí)間等。在校準(zhǔn)后改變測(cè)試參數(shù)設(shè)置，將會(huì)使測(cè)試精度降低或校準(zhǔn)關(guān)閉。

網(wǎng)絡(luò)分析儀的校準(zhǔn)過(guò)程就是通過(guò)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)件測(cè)試系統(tǒng)誤差的過(guò)程，根據(jù)校準(zhǔn)消除誤差項(xiàng)的不同，網(wǎng)絡(luò)分析儀校準(zhǔn)主要分為頻響校準(zhǔn)和矢量校準(zhǔn)。這兩種校準(zhǔn)方式消除誤差項(xiàng)目的個(gè)數(shù)與測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)目都不同。

頻響校準(zhǔn)（Response）中只測(cè)試一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件，其中反射測(cè)試時(shí)為全反射校準(zhǔn)件，可使用短路校準(zhǔn)件（Short）或開路校準(zhǔn)件（Open）。一般使用終端短路更接近理想全反射狀態(tài)。傳輸測(cè)試時(shí)，使用直通校準(zhǔn)件（Through）。頻響校準(zhǔn)的校準(zhǔn)過(guò)程較簡(jiǎn)單，只可確定頻響誤差這一項(xiàng)誤差。頻響校準(zhǔn)的過(guò)程相當(dāng)于測(cè)試歸一化的過(guò)程。既先將測(cè)試結(jié)果存入存儲(chǔ)器中得到參考線，然后用測(cè)試結(jié)果與其比較。這樣可消除參考線中系統(tǒng)誤差影響。

矢量校準(zhǔn)要求網(wǎng)絡(luò)分析儀具有幅度和相位測(cè)試能力，它要求測(cè)試多個(gè)校準(zhǔn)件，計(jì)算誤差項(xiàng)的過(guò)程需要聯(lián)立方程組，可消除更多誤差項(xiàng)，從而保證儀表具有更高的測(cè)試精度。

矢量校準(zhǔn)中比較常用的有單端口校準(zhǔn)和雙端口校準(zhǔn)。單端口矢量校準(zhǔn)需要用到3個(gè)校準(zhǔn)件（Open、Short、Load），進(jìn)行3次校準(zhǔn)測(cè)試操作。單端口校準(zhǔn)可以消除被校準(zhǔn)端口的3項(xiàng)系統(tǒng)誤差。雙端口矢量校準(zhǔn)需要用到7個(gè)校準(zhǔn)件（Open、Short、Load、Through），進(jìn)行7次校準(zhǔn)測(cè)試操作。雙端口校準(zhǔn)可消除兩個(gè)測(cè)試端口的全部12項(xiàng)系統(tǒng)誤差。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)分析儀用于被測(cè)器件的傳輸性能時(shí)，就需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)分析儀的測(cè)試端口和傳輸連接線進(jìn)行雙端口校準(zhǔn)。

2 E8362B矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀常見故障

一類是顯示問(wèn)題。將E8362B連接到220V/50Hz交流電源，開機(jī)，若屏幕顯示不正常，如白屏、花屏、屏幕反轉(zhuǎn)等，一般為屏幕顯示排線接觸不良。打開儀表外殼，拆下前面板，重新插接顯示排線，若儀表恢復(fù)正常，則為顯示排線原因；若此狀況無(wú)改變，需要進(jìn)一步檢查整個(gè)顯示部分的接插口，如果顯示仍然不正常，則可能是儀表內(nèi)部器件出現(xiàn)問(wèn)題，需進(jìn)一步檢測(cè)。

還有一類是E8362B開機(jī)不正常，進(jìn)入不了操作系統(tǒng)。一般情況下，此情況是硬盤的問(wèn)題，有可能是開機(jī)文件丟失或者硬盤本身有壞掉的信道。此時(shí)需要一臺(tái)同型號(hào)所有指標(biāo)正常的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，把正常儀表的硬盤文件拷到計(jì)算機(jī)，然后用系統(tǒng)還原軟件把正常儀表的硬盤文件備份至壞表的硬盤上。如果只是開機(jī)文件丟失，這時(shí)把備份過(guò)文件的故障儀表的硬盤裝回就可以開機(jī)了；如果開不了機(jī)，大概率是硬盤信道損壞，需要更換完好的硬盤繼續(xù)前面的工作，然后再裝回去，儀表就可以開機(jī)了。開機(jī)后需要把串號(hào)改成原來(lái)的串號(hào)。

3 E8362B矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀典型維修實(shí)例分析

有一典型案例，其故障現(xiàn)象為：開機(jī)慢，一個(gè)小時(shí)才能進(jìn)入系統(tǒng)；屏幕特別暗。

因?yàn)闆]有任何電路的相關(guān)資料，又過(guò)了保修期，只能憑經(jīng)驗(yàn)初步分析判斷儀表狀況。

維修過(guò)程：

（1）一般情況下，儀表出廠時(shí)間比較早，使用年限較長(zhǎng)，會(huì)造成儀表開機(jī)慢的現(xiàn)象，因此在確保儀表內(nèi)沒有需要備份的信息后，開機(jī)，當(dāng)儀表出現(xiàn)高亮的顯示條時(shí)，用下箭頭將高亮的顯示條移至Agilent Technologies System Recovery，然后根據(jù)屏幕顯示的引導(dǎo)信息對(duì)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行了系統(tǒng)恢復(fù)。

（2）矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀系統(tǒng)恢復(fù)后重新開機(jī)。第一次開機(jī)依舊緩慢，第二次以后開機(jī)則非?？?，一連檢測(cè)了兩三天都是如此。

（3）恢復(fù)系統(tǒng)后第一次開機(jī)仍然慢，有可能是矢量網(wǎng)絡(luò)的CPU板的問(wèn)題。比較常見的問(wèn)題就是給主板供電的CMOS電池沒電了。在主板斷電的情況下，電池沒電最明顯的是開機(jī)不能自動(dòng)進(jìn)入系統(tǒng)和系統(tǒng)時(shí)間恢復(fù)到初始時(shí)間（主板生產(chǎn)時(shí)間）。鑒于這種情況，更換了電池。儀表再次開機(jī)，開機(jī)特別流暢，開機(jī)慢的問(wèn)題得到解決。

（4）針對(duì)屏幕暗的情況，我們將一臺(tái)正常的同型號(hào)儀表的前面板更換到屏幕暗的儀表上，屏幕亮度恢復(fù)正常。因此可以判斷是前面板的問(wèn)題。故障分析：因?yàn)榍懊姘逵胸?fù)責(zé)儀表顯示的大的PCB板，PCB板內(nèi)側(cè)還有負(fù)責(zé)處理高壓的條狀PCB板，還有負(fù)責(zé)提供背光光源的燈管，還有屏幕，每一部分都有可能出現(xiàn)故障。因此我們可以把正常儀表的前面板里面，方便拆卸的條狀高壓PCB板、背光光源燈管、屏，分別換至故障儀表的前面板上，從而逐一排查故障所在的器件。故障排查：將正常儀表的高壓板更換至故障儀表，故障儀表依然屏幕暗，因此排除了高壓PCB板的問(wèn)題。將正常儀表的背光光源燈管更換至故障儀表，開機(jī)，故障儀表的屏幕亮度恢復(fù)正常。至此可以判斷故障儀表屏幕暗的問(wèn)題是背光光源燈管造成的，前面板的其他部分均正常。通過(guò)前面的分析和驗(yàn)證測(cè)試，終于把屏幕暗的問(wèn)題判斷到了器件級(jí)。更換器件后，儀表得到修復(fù)。

還有一更典型的案例，它的維修過(guò)程很好的體現(xiàn)了矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀E8362B維修過(guò)程，其故障現(xiàn)象為：1G以下校準(zhǔn)不正常，有旗桿；PORT1功率輸出偏低。

維修過(guò)程：

（1）確認(rèn)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的故障。（a）開機(jī)，將失量網(wǎng)絡(luò)分析儀兩端口的校準(zhǔn)射頻線直接連接起來(lái)，分別做S21、S12的直通校準(zhǔn)。校準(zhǔn)后發(fā)現(xiàn)無(wú)論哪個(gè)端口做源，校準(zhǔn)完畢都顯示1GHz以下校準(zhǔn)不正常，基線不平，低頻段有旗桿。（b）掃頻模式看E8362B兩端口的功率輸出。PORT1口輸出功率差，頻譜儀上顯示低頻端譜線掉下來(lái)。當(dāng)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的POWER設(shè)置為-5dBm，頻譜儀顯示-20dBm左右，又測(cè)試了幾組數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)PORT1端口小衰減、大衰減正常，故PORT1端口源輸出不夠。PORT2端口功率正常，衰減正常，頻譜儀上顯示所有譜線平直，當(dāng)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的POWER設(shè)置為-5dBm，頻譜儀所有譜線顯示-5dBm左右，PORT2端口的功率大小可根據(jù)E8362B矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的功率設(shè)置，在8562EC頻譜儀上同步顯示，故PORT2端口源輸出正常。

（2）故障分析。雙端口1GHz以下直通校準(zhǔn)不正常，通常會(huì)想到是儀表共有線路上有器件故障，比如YTO震蕩源、本振模塊、功分器、電子開關(guān)等。PORT1端口功率輸出偏低，通常會(huì)想到是PORT1端口對(duì)應(yīng)的線路上有器件故障，比如衰減器、接收機(jī)、端口電橋等。

（3）故障排查。將好表的YTO震蕩源換至故障儀表，故障依舊，排除震蕩源故障。將好表的YTO震蕩源所在的板子換至故障儀表，故障依舊，為了進(jìn)一步排除板子的好壞，又將壞表YTO震蕩源所在的板子更換至好表，好表基線平直，故旗桿與YTO板子無(wú)關(guān)，排除了YTO震蕩源所在的板子。更換本振模塊，故障依舊，排除本振模塊。然后點(diǎn)頻模式看功分器兩路輸出，兩路全頻段輸出均在-3dBm左右。再點(diǎn)頻看電子開關(guān)兩路輸出，兩路輸出均在-4dBm左右。因?yàn)閮蓚€(gè)端口對(duì)稱，功分器和電子開關(guān)分出來(lái)的兩路信號(hào)應(yīng)該一樣，故功分器和電子開關(guān)正常。共有射頻線路核心器件都排除了，接下來(lái)需要排除PORT1端口對(duì)應(yīng)線路的核心器件。更換PORT1端口衰減器，故障依舊，排除衰減器。更換PORT1端口接收機(jī)，故障依舊，排除接收機(jī)。更換PORT1端口電橋，儀表恢復(fù)正常，至此找到了儀表故障原因，更換器件，儀表修復(fù)。

小結(jié)：隨著進(jìn)口儀表的普及，加上使用年限長(zhǎng)達(dá)十年以上，儀表故障率日益升高。進(jìn)口微波儀器的維修成為維修工作中的重點(diǎn)、難點(diǎn)。很多儀表僅有使用說(shuō)明書，沒有電路圖，使維修工作難上加難。因此，在進(jìn)口表的維修過(guò)程中，可以把以前無(wú)線電儀表維修中的經(jīng)驗(yàn)、思路、方法，合理地結(jié)合到微波儀表維修過(guò)程中去。

矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的維修更是需要在以往維修經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，觸類旁通，推陳出新，將無(wú)線電、微波與計(jì)算機(jī)的維修結(jié)合起來(lái)，從而給E8362B的維修以好的思路和方法，才能在無(wú)任何維修資料的情況下取得突破性的進(jìn)展。