EO_474

EDA/SW/T&M HIGH FREQUENCY MEASUREMENTS 74 - ELETTRONICA OGGI 474 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2018 sulla superficie della sonda. La misura effettiva viene eseguita collegando il MUT alla superficie delle sonde. Al fine di semplificare questi passi, è stato creato un package software di facile utilizzo (la Dielectric Probe Application) che può essere eseguito sul MS464XX VNA oppure su un PC esterno. Il programma esegue il setup del VNA, esegue la calibrazione e la misura del MUT ed estrae la permittività complessa. Sono supportati tutti i VNA Anritsu della serie MS464XX, inclusi i sistemi a ban- da larga. Uno screenshot di esempio è mostrato in figura 4 dove un campione d’acqua viene misurato tra 5-110 GHz utilizzando una sonda in W. Le parti reali e immagi- narie della permittività sono tracciate nella finestra supe- riore, mentre un grafico di Cole-Cole è disponibile nella finestra inferiore. È inoltre disponibile la traccia del co- efficiente di riflessione per facilitare l’analisi strutturale multistrato. I dati relativi al coefficiente di permittività e di riflessione possono essere emessi in formato .txt. Inoltre, sweep logaritmici e grafici sono supportati con controlli indipendenti. La potenza della porta regolabile può esse- re utile per analizzare materiali non lineari. C’è anche una voce per la temperatura dell’acqua nel- la finestra di dialogo. Poiché l’acqua DI viene utilizzata come standard di calibrazione e la permittività dell’ac- qua è una forte funzione di temperatura, è stato utilizzato un modello più completo di permittività dell’acqua che è valido su un valore nominale compreso tra 0 e 100 °C. Incertezze L’incertezza di base nella misura del coefficiente di ri- flessione è determinata dagli standard di calibrazione e dai modelli che rappresen- tano quegli standard, il rumo- re di traccia, l’intervallo dina- mico, la linearità del VNA e la ripetibilità della misura, sia degli standard che del MUT. In molti casi, la ripetibilità è l’elemento di incertezza do- minante. Nei casi di liquidi con un ade- guato porta-campioni, questo componente non deve essere inferiore all’1% della permitti- vità reale. L’accordo dello standard di calibrazione varierà a se- conda degli standard scelti. Il modello aperto è general- mente molto buono a meno che la superficie della sonda non sia stata danneggiata. Lo standard del corto può subire variazioni, in gran parte a causa della ripetibilità di tale standard. L’uso di una vernice conduttiva generalmente mantiene l’incertez- za standard molto inferiore rispetto a quella dovuta alla ripetibilità del contatto MUT. L’incertezza sulla par- te immaginaria della permittività è più difficile da valu- tare, ma su materiali ad alta perdita tenderà a seguire livelli di incertezza della parte reale appena discussi. I solidi più morbidi possono anche essere facilmente misurati con la sonda coassiale aperta (il materiale del PCB è un esempio). I materiali più duri sono più difficili da analizzare a causa di un eventuale gap di aria imprevedibile tra la sonda ed il materiale, mentre i materiali più morbidi non risentono di questo problema. Spesso, tuttavia, questi materiali solidi incontrano difficoltà nel soddi- sfare il requisito del “infinite half space”. Le sonde coassiali a estremità aperta sono state uti- lizzate per molti anni in misure di materiali a frequen- ze più basse. Le bande più elevate a onde millimetri- che e microonde non sono state esplorate altrettanto spesso. Anritsu offre ora sonde con connettori in V e W, insieme ad un pacchetto software che consente di effettuare misure fino a 125 GHz. Il design della son- da consente un utilizzo conveniente in una varietà di materiali, mantenendo al contempo una performance a onde millimetriche che assicura la ripetibilità delle calibrazioni. Le misure possono essere eseguite con un’ottima ripetibilità e, con una calibrazione appro- priata, l’accuratezza può anche essere molto buona in una varietà di condizioni. Fig. 4 – Il campione d’acqua viene misurato tra 5-110 GHz mediante una sondaW