處理有線、地面或衛星電視應用的射頻工程師經常需要進行 S 參數測量。使用最小損耗焊盤將傳統的50Ω測試端口阻抗轉換為75Ω器件提供了一種廉價、簡單的方法來獲得合理的測量。

對于1GHz以下的大多數一般實驗室應用，由1%0402或類似電阻構建的PCB安裝的最小損耗焊盤提供了一種快速簡便的方法，可以使用75Ω實驗室設備測試50Ω電路。在大多數情況下，唯一需要的校正系數是MLP的插入損耗 – 5.7dB加上任何添加的連接器。進行基本的S參數測量通常不需要困難的計算甚至史密斯圖工作。

處理有線、地面或衛星電視應用的RF工程師經常需要對這些電路進行S參數測量。初出茅廬的工程師第一次使用 矢量網絡分析儀 為了驗證電視調諧器輸入是否提供預期的回波損耗，問題變得顯而易見：如何在75Ω VNA上測量50Ω DUT的[S]參數？如果情況需要成本，答案是購買專為測量75Ω電路（75Ω源極和負載阻抗測試端口）而設計的實驗室設備。否則，使用最小損耗焊盤將傳統的50Ω測試端口阻抗轉換為75Ω DUT提供了一種廉價、簡單的方法來獲得合理的測量結果。

當IC制造商指定輸入回波損耗（|S11|）對于新的有線電視LNA，測量值必須參考75Ω。也就是說，如果 |S11|= -30dB（反射功率僅為千分之一 - 基本上是完美匹配），其理念是，當采用75Ω源阻抗驅動時，器件輸入將允許幾乎所有功率傳輸到LNA。

當由50Ω源阻抗驅動時，相同的調諧器輸入不會提供良好的回波損耗。將這個完美匹配的調諧器輸入直接連接到50Ω VNA將產生一個 |S11|測量接近 -14dB - 反射功率現在是 25 分之一！那么，使用相同的50Ω VNA，我們如何驗證電視調諧器輸入是否像我們所說的一樣好？

需要匹配電路;它應該具有平坦的頻率響應和盡可能低的插入損耗。對此的行業標準答案是“最小損耗焊盤”（通常稱為“MLP”）——圖1所示的簡單電阻網絡。該網絡的主要特點是，它將測量儀器的75Ω DUT負載阻抗轉換為50Ω，并將儀器的50Ω源阻抗轉換為DUT的原生75Ω阻抗。通過這種方式，反射被消除，響應是平坦的，并且網絡的損失很容易從測量中回退，以到達DUT的。這些“最小損耗墊”可從測試設備供應商處廣泛獲得，并且在需要時可以在工作臺上非常快速地構建網絡。

術語“最小損耗”是指該網絡在提供相同變換的電阻網絡的可能配置中提供最低的插入損耗。

圖1.最小損耗焊盤用于將 75Ω DUT 與 50Ω 測試端口匹配。低頻時的插入損耗為5.72dB。頻率響應平坦度的上限由施工質量決定。

變換 Z 所需的數學運算負荷成 Z加載'是直截了當的，并在附錄 A 中提供。Z 的結果表達式加載'描述了從測量端口（R源).扭轉方程并求解 Z負荷就 Z 而言加載'提供了一種消除 MLP 影響并確定真實 Z 的方法負荷根據在 Z 處采集的測量數據加載'.這個快速代數工作在附錄B中供參考，但結果 此處提供：

健全性檢查計算證明是合理的。假設我們剛剛通過MLP對75Ω電阻進行了阻抗測量。假設 VNA 將測量 R加載'= 50Ω（無限回波損耗），我們希望數學告訴我們，這個結果來自75Ω的負載電阻。讓 R加載'= 50Ω，我們看到，當R1 = 43.3Ω且R2 = 86.6Ω時，我們得到Z負荷= 75Ω 如預期。

通過分解實部和虛部，并使用電子表格在工作臺上進行計算，可以使這個簡單的表達式更有用。

通常，75Ω DUT的目標測量將比單純的阻抗測量更加多樣化 - 以dB為單位的回波損耗、增益和反向隔離、噪聲系數和輸入三階截點都很常見。在這種情況下，對 MLP 做一些一般性陳述是有幫助的：

在一個實際的例子中，假設我們要測量有線/地面電視LNA的S21，如Maxim的MAX3558 Quad LNA。DUT 插入測試設置中，輸入和輸出均帶有 MLP，如 在

圖 2

中。像往常一樣校準 VNA，不包括 cal 中的 MLP。將端口 1 連接到一個 MLP 的 50Ω 側，并將 75Ω 側連接到 LNA 輸入。對 VNA 上的一個輸出和端口 2 執行相同的操作。

圖2.測試MAX3558四通道電纜/地面LNA，功率為50Ω

VNA，使用兩個最小損耗焊盤進行阻抗變換。進行S21（正向增益）測量。VNA 將指示 500MHz 處接近 -5dB 的增益。只需將兩個MLP及其連接器/適配器的11.5或12.0dB插入損耗回退，我們就會看到LNA提供約75dB的7Ω功率增益。

S12（反向隔離）測量并不那么簡單。這些LNA的隔離規格為65dB。考慮到兩個 MLP 的額外損失，VNA 本身需要解析 S12 77dB. 如果我們不小心，接收到的端口功率將太低，VNA 無法準確測量它。目標應該是將接收端口功率（端口 1）保持在 VNA 噪聲/內部隔離層以上至少 10dB - 如果沒有隔離校準，這大約是 -100dBm。因此，我們需要將源端口功率設置為至少-20dBm，最好是-10dBm甚至0dBm。在端口1有足夠的接收功率的情況下，進行測量，并通過在測量值上增加12dB來回退測量中的插入損耗。也就是說，在DUT處測量的-77dB變為-65dB。

MAX3558評估板具有焊盤，允許工程師在PCB上插入自己的最小損耗焊盤。75Ω F型連接器應替換為50Ω SMA或類似器件。

在高于數百MHz的頻率下，由0402電阻構建的PCB安裝MLP使測量精度受到質疑。寄生效應打破了這個網絡是純電阻的假設—— 像這樣的情況需要更復雜的方法來解決問題。一種方法是完全表征MLP，并使用史密斯圖更準確地回溯匹配電路的影響。另一種解決方案是使用基于電感的變壓器以更低的損耗進行阻抗轉換。RF變壓器通常根據其阻抗轉換比而不是匝數比來描述，因此請找到一個描述為“1.5：1”的變壓器。

對于1GHz以下的大多數一般實驗室應用，由1%0402或類似電阻構建的PCB安裝的最小損耗焊盤提供了一種快速簡便的方法，可以使用75Ω實驗室設備測試50Ω電路。在大多數情況下，唯一需要的校正系數是MLP的插入損耗 - 5.7dB加上任何附加連接器。進行基本的S參數測量通常不需要困難的計算甚至史密斯圖工作。當需要更高的精度或更高的頻率范圍時，實驗室設備供應商可提供高質量的生產測試MLP。

審核編輯：郭婷