垂直通道脉冲测试响应在示波器校准中起着关键作用。此过程涉及高频信号和快上升时间脉冲，载有相当大的高频内容。典型的测试方法是采用快沿信号，然后监测从步进值的 10% 到 90% 显示的过渡时间。

脉冲像差（预冲和过冲）也经常测量。脉冲源和示波器输入之间的阻抗不一致可能导致反射，从而导致脉冲波形扭曲并影响结果。

Fluke 9500C 高性能示波器校准器等现代化示波器校准器的存在是为了减少这些高频干扰的影响。尽管如此，校准技术人员和计量人员应该了解其影响，特别是在实验室认证和测量不确定性分析的背景下。

了解阻抗匹配

高频信号源，包括示波器校准仪中的信号源，通常有着 50 Ω 的输出，并在正确终止的负载上产生的电平基础上进行校准。偏离标称频率，或源输出阻抗或负载阻抗误差都会中断负载产生的信号电平，而在这种情况下，信号电平就是示波器输入。

负载电压计算公式：VL = VS * RL / (RS + RL)

• VS = 电压源
• RS = 输出阻抗
• RL = 阻抗负载（VS 和 RS 均连接到此负载）
• VL = 负载产生的电压

在高频下，阻抗并非纯电阻，并不一定用电阻、电容和电感表示，而是通过电压驻波比 (VSWR) 或回波损耗（与 VSWR 相关）表示。

这些参数在高频下至关重要，用于表明实际阻抗偏离标称 (50 Ω) 阻抗的程度。通过将示波器校准仪的源阻抗设计为近乎完美的 50 Ω（低 VSWR），可以最大限度地降低负载（示波器输入）VSWR 的影响。

通过考虑电源和负载 VSWR（设备规格中通常会列出的参数），评估失配对信号电平准确度的影响。在进行不确定性分析时，此项评估应考虑在内。

不确定性分析的考虑因素

失配误差的表达式经常出现在射频和微波理论文献中，可据此得出功率误差的值。

然而，示波器的校准是电压的校准，因此失配误差也应该以电压来表示。如果误差很微小，可以将功率误差减半得出等效的电压误差，不会显著损失准确度。

通常，示波器在 50 Ω 输入下的 VSWR 可以是 1.5（小于或等于 1GHz）。示波器校准器旨在提供低 VSWR 输出，在使用 Fluke 9500C 和 9540C 4 GHz 有源信号头的情况下，典型值 <1.1（小于或等于 550 MHz）、<1.2（550 MHz – 3 GHz）、<1.35（3 GHz – 4 GHz）。

在进行不确定性分析时，失配对幅值准确度的影响应视为 B 型（系统性）作用之一。失配导致的不确定性应根据 VSWR 信息计算，并除以根号二，从而与其他不确定性影响相结合，以标准不确定性表示。

示波器带宽测试

可以检查失配对信号电平准确度的影响，并将其计入带宽测量。不过，采用的方法取决于带宽测试方法。最普遍的技术是测量标称带宽频率下显示的幅值与较低参考频率下的幅值相比的相对减小，以 dB 表示。

或者，您可以识别信号幅值相对于可识别的较低参考频率下降 3 dB 的频率。通过考虑示波器的频率响应斜率，进行从幅值不确定性到频率不确定性的转换。

示波器脉冲响应测试

对用于脉冲响应测试的快沿信号的失配效应可能引起反射。示波器上显示的波形是示波器校准仪的边沿和示波器输入的低幅值反射的累积效应。

Fluke 9500C 等现代示波器校准器的设计通过提供低 VSWR 源来最大限度地减少这种影响。任何反射通常都会影响到观测的脉冲像差，而不是观测到的上升时间。

总之，Fluke 9500C 等现代示波器校准解决方案旨在最大限度地减少阻抗不匹配的影响。但是，校准技术人员和计量人员需要了解其影响，并在不确定性分析中加以考虑。失配的影响也会通过引起反射来影响脉冲测试的结果。过高的观测像差或异常可能表明示波器输入受损。

与专家交谈