Page 274 - 《应用声学》2025年第2期

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域响应的回波峰值在数值上等于器件的插入损耗。 AV3629A 网络分析仪的时域测量结果如图 6(b) 所
由于自制的耐高温射频馈线和 EMMA 芯片夹具存 示，两种测量方法的时延和回波幅度较好地吻合，验
在多处线连接的不平滑部分，不可避免地存在阻抗 证了自制的耐高温射频线以及通过S11转换的时域
的不连续引起的射频反射，而 EMMA 芯片是延迟 测量方法的有效性。
线反射型器件，因此有必要对本系统的测量精度进 ᬝၬ݃Ц Ꮽᰴພᯠጳ
行验证。
以实际加工的 EMMA 芯片作为待测样品，基
བྷႃϦ SAW٨͈
底128 YX-LiNbO 3 ，由于声表面波在基底上的传播
◦
速度固定，因此可通过测得的反射栅之间的时延与
࠱ᮠᯠጳ
反射中心的间距计算声波的平均传播速度，再根据 ພए
ᯱऴ༯ ᧔ᬷ٨
声波平均速度反推反射栅之间的理论时延，得到测
量的时延误差，如表 1 所示，AV3629A 表示利用中
ᯠጳஃ౶ ᅺ᧚Ꭺፏ ႃᑨ
国电子科技集团公司第四十一研究所研制的网络 Ѭౢ́
分析仪AV3629A直接测量的时延结果，且该测量情
况下 EMMA 芯片的夹具为标准的固定夹具，TK表 (a) ᰴພࠄᰎᒭү஝૶᧔ᬷࣱԼ
示利用泰克网络分析仪TTR500 测得的S11值通过 0
41VNA
反傅里叶变换转换为时域，如式 (3) 所示，并加入不 TK-ќปቔ
-20
同的窗函以计算准确的时延误差。
-40
N−1
1 ∑ j2π nk
x[n] = w[k]e N X[k], (3)
N ૯Ᏺ/dB -60
k=0
其中，w[k]替换为不同窗函数，用以计算最小时延误 -80
差，X[k]为测得的S11频域信号，以此求得加窗后的 -100
离散时间序列x[n]。
-120
0 1 2 3 4 5 6
表 1 反射栅间的时延测量误差 ௑ण/ms
Table 1 Delay measurement error between (b) ᰎ᝽ᰴພࣱԼᔇྟᄊ௑۫־ऄజጳ
reflectors
图 6 高温实验自动数据采集平台搭建与验证
ε τ12 /ns ε τ23 /ns ε τ34 /ns ε τ45 /ns 最大误差 Fig. 6 Setup and verification of automatic data ac-
AV3629A 0.787 −1.997 −1.198 0.828 1.997 quisition platform for high temperature experiment
TK-无窗 0.296 0.494 −0.483 −0.211 0.494
3.3 高温性能测试
TK-汉宁窗 −0.044 1.081 −0.545 0.250 1.081
TK-平顶窗 −0.182 1.087 −0.376 0.277 1.087 基于高温平台开展极限耐温试验，验证微声芯
TK-凯泽窗 0.114 0.193 −0.178 −0.094 0.193 片的最高工作温度以及微声芯片在不同温度段的
响应，测试器件耐高温性能。每次试验前，设置对应
实验结果说明，凯泽窗的时延误差最小，达到
的程控温度，程序实时自动保存矢量网络分析仪采
了 0.193 ns，高于 AV3629A 网络分析仪的时域测量
集的 EMMA 芯片的反射参数测量结果和此时刻的
精度，因此最终选用泰克网络分析仪 TTR500 凯泽
温度。马弗炉温度曲线执行完毕后，系统工作停止，
窗用频域加窗，窗函数的具体形状参数见式(4)：
后续处理 EMMA 芯片的试验数据。马弗炉的温度
√
2
I 0 {40 1 − [(2k − K)/K] } 设置从常温升温，执行退火过程，然后降温到常温，
w[k] = ,
I 0 (40)
再进入升温阶段，从50 C到 600 C，温度步进间隔
◦
◦
0 6 k 6 K, (4)
为 50 C，每个温度段停留 1 h，确保马弗炉内微声
◦
其中，I 0 是第一类零阶修正贝塞尔函数，窗函数的 芯片所处位置的温度场稳定，数据每隔 5 min 记录
长度为 K + 1。利用凯泽窗降低时延误差的方法及 一次。