E8362B矢量網絡分析儀的校準與維修實例分析

西安黃河機電有限公司計量處 翟媛媛

文章通過分析E8362B矢量網絡分析儀的校準與常見故障以及該儀表的典型維修實例，對E8362B矢量網絡分析儀的校準及常見的故障維修問題進行深入的分析和總結。

射頻工程領域中，矢量網絡分析儀是最復雜并且具有多方面用途的測試設備；它既可以用在研發過程中，也可以用于生產測試。矢量網絡分析儀是射頻、微波行業測試的萬用表。可直接測試有源或無源、雙口和單口網絡的復雜散射參數，并以掃頻方式給出各散射參數的幅度、相位特性。矢量網絡分析儀能對測試結果逐點進行誤差修正，并換算出幾十種網絡參數，如電壓駐波比、阻抗（或導納）、衰減（或增益）、相移和群延時等參數。矢量網絡分析儀在高科技領域的廣泛應用，也使得它的維修工作變得十分重要。

1 E8362B矢量網絡分析儀的校準

掌握網絡分析儀的校準，對網絡分析儀使用和故障判定有著非常最重要的作用。網絡分析儀的校準功能可保證各種器件測試時的精度。校準的目的是消除儀表和外圍測試連接電纜等的系統誤差，校準過程實際是通過對標準校準件的測試，確定這些誤差的定量參數，然后通過修正消除。網絡分析儀在校準時設置測試狀態應該和被測件的實際測試狀態相同。這些測試狀態包含：頻率范圍、功率、測試點數、接收機帶寬、掃描時間等。在校準后改變測試參數設置，將會使測試精度降低或校準關閉。

網絡分析儀的校準過程就是通過測試標準件測試系統誤差的過程，根據校準消除誤差項的不同，網絡分析儀校準主要分為頻響校準和矢量校準。這兩種校準方式消除誤差項目的個數與測試的標準件數目都不同。

頻響校準（Response）中只測試一個標準件，其中反射測試時為全反射校準件，可使用短路校準件（Short）或開路校準件（Open）。一般使用終端短路更接近理想全反射狀態。傳輸測試時，使用直通校準件（Through）。頻響校準的校準過程較簡單，只可確定頻響誤差這一項誤差。頻響校準的過程相當于測試歸一化的過程。既先將測試結果存入存儲器中得到參考線，然后用測試結果與其比較。這樣可消除參考線中系統誤差影響。

矢量校準要求網絡分析儀具有幅度和相位測試能力，它要求測試多個校準件，計算誤差項的過程需要聯立方程組，可消除更多誤差項，從而保證儀表具有更高的測試精度。

矢量校準中比較常用的有單端口校準和雙端口校準。單端口矢量校準需要用到3個校準件（Open、Short、Load），進行3次校準測試操作。單端口校準可以消除被校準端口的3項系統誤差。雙端口矢量校準需要用到7個校準件（Open、Short、Load、Through），進行7次校準測試操作。雙端口校準可消除兩個測試端口的全部12項系統誤差。當網絡分析儀用于被測器件的傳輸性能時，就需要對網絡分析儀的測試端口和傳輸連接線進行雙端口校準。

2 E8362B矢量網絡分析儀常見故障

一類是顯示問題。將E8362B連接到220V/50Hz交流電源，開機，若屏幕顯示不正常，如白屏、花屏、屏幕反轉等，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，若儀表恢復正常，則為顯示排線原因；若此狀況無改變，需要進一步檢查整個顯示部分的接插口，如果顯示仍然不正常，則可能是儀表內部器件出現問題，需進一步檢測。

還有一類是E8362B開機不正常，進入不了操作系統。一般情況下，此情況是硬盤的問題，有可能是開機文件丟失或者硬盤本身有壞掉的信道。此時需要一臺同型號所有指標正常的矢量網絡分析儀，把正常儀表的硬盤文件拷到計算機，然后用系統還原軟件把正常儀表的硬盤文件備份至壞表的硬盤上。如果只是開機文件丟失，這時把備份過文件的故障儀表的硬盤裝回就可以開機了；如果開不了機，大概率是硬盤信道損壞，需要更換完好的硬盤繼續前面的工作，然后再裝回去，儀表就可以開機了。開機后需要把串號改成原來的串號。

3 E8362B矢量網絡分析儀典型維修實例分析

有一典型案例，其故障現象為：開機慢，一個小時才能進入系統；屏幕特別暗。

因為沒有任何電路的相關資料，又過了保修期，只能憑經驗初步分析判斷儀表狀況。

維修過程：

（1）一般情況下，儀表出廠時間比較早，使用年限較長，會造成儀表開機慢的現象，因此在確保儀表內沒有需要備份的信息后，開機，當儀表出現高亮的顯示條時，用下箭頭將高亮的顯示條移至Agilent Technologies System Recovery，然后根據屏幕顯示的引導信息對矢量網絡分析儀進行了系統恢復。

（2）矢量網絡分析儀系統恢復后重新開機。第一次開機依舊緩慢，第二次以后開機則非?？?，一連檢測了兩三天都是如此。

（3）恢復系統后第一次開機仍然慢，有可能是矢量網絡的CPU板的問題。比較常見的問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不能自動進入系統和系統時間恢復到初始時間（主板生產時間）。鑒于這種情況，更換了電池。儀表再次開機，開機特別流暢，開機慢的問題得到解決。

（4）針對屏幕暗的情況，我們將一臺正常的同型號儀表的前面板更換到屏幕暗的儀表上，屏幕亮度恢復正常。因此可以判斷是前面板的問題。故障分析：因為前面板有負責儀表顯示的大的PCB板，PCB板內側還有負責處理高壓的條狀PCB板，還有負責提供背光光源的燈管，還有屏幕，每一部分都有可能出現故障。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板的問題。將正常儀表的背光光源燈管更換至故障儀表，開機，故障儀表的屏幕亮度恢復正常。至此可以判斷故障儀表屏幕暗的問題是背光光源燈管造成的，前面板的其他部分均正常。通過前面的分析和驗證測試，終于把屏幕暗的問題判斷到了器件級。更換器件后，儀表得到修復。

還有一更典型的案例，它的維修過程很好的體現了矢量網絡分析儀E8362B維修過程，其故障現象為：1G以下校準不正常，有旗桿；PORT1功率輸出偏低。

維修過程：

（1）確認矢量網絡分析儀的故障。（a）開機，將失量網絡分析儀兩端口的校準射頻線直接連接起來，分別做S21、S12的直通校準。校準后發現無論哪個端口做源，校準完畢都顯示1GHz以下校準不正常，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。當矢量網絡分析儀的POWER設置為-5dBm，頻譜儀顯示-20dBm左右，又測試了幾組數據，發現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，當矢量網絡分析儀的POWER設置為-5dBm，頻譜儀所有譜線顯示-5dBm左右，PORT2端口的功率大小可根據E8362B矢量網絡分析儀的功率設置，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以下直通校準不正常，通常會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、電子開關等。PORT1端口功率輸出偏低，通常會想到是PORT1端口對應的線路上有器件故障，比如衰減器、接收機、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板子無關，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。再點頻看電子開關兩路輸出，兩路輸出均在-4dBm左右。因為兩個端口對稱，功分器和電子開關分出來的兩路信號應該一樣，故功分器和電子開關正常。共有射頻線路核心器件都排除了，接下來需要排除PORT1端口對應線路的核心器件。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，故障依舊，排除接收機。更換PORT1端口電橋，儀表恢復正常，至此找到了儀表故障原因，更換器件，儀表修復。

小結：隨著進口儀表的普及，加上使用年限長達十年以上，儀表故障率日益升高。進口微波儀器的維修成為維修工作中的重點、難點。很多儀表僅有使用說明書，沒有電路圖，使維修工作難上加難。因此，在進口表的維修過程中，可以把以前無線電儀表維修中的經驗、思路、方法，合理地結合到微波儀表維修過程中去。

矢量網絡分析儀的維修更是需要在以往維修經驗的基礎上，觸類旁通，推陳出新，將無線電、微波與計算機的維修結合起來，從而給E8362B的維修以好的思路和方法，才能在無任何維修資料的情況下取得突破性的進展。