AFR（Automatic Fixture Removal）操作手順

AFR（Automatic Fixture Removal）は、校正キット（SOLTなど）が接続できない基板上の配線やテスト・フィクスチャの特性を、「Open」や「Thru」の測定データから数学的に抽出して取り除く非常に便利な機能です。

一般的なVNA操作手順を整理します。

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1. 事前準備：同軸端でのフル校正

AFRを実行する前に、まずは「フィクスチャの入り口（ケーブルの先端）」までを完璧に校正しておく必要があります。

• 手順: ケーブルのSMA/3.5mm端で、メカニカル校正キット（SOLT）または電子校正モジュール（ECal）を使用して Full 2-Port Calibration を完了させます。

• 状態: この時点で、VNAの基準面はケーブルの先端にあります。

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2. AFRウィザードの起動

VNAのメニューからAFRを立ち上げます。

• パス: Cal > Fixture > AFR... (または Setup メニュー内)

• ウィザードの選択: 「Setup App」が起動し、対話形式で進める画面が表示されます。

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3. フィクスチャ構成（Topology）の選択

取り除きたいフィクスチャがどのような構造かを選択します。ここが最も重要なステップです。

• 1-Port (Reflect): フィクスチャの先にDUTを繋ぐ「片側」のみの場合。終端を「Open」または「Short」にして測定します。

• 2-Port (Through): 入力と出力の両方にフィクスチャがある場合。

  • 2-Port Split: 左右対称、あるいは既知の2つのフィクスチャを突き合わせ（Thru）にして測定できる場合。

• Differential: 差動ライン（4ポート測定）の場合も、同様に1-Port/2-Portを選択します。

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4. 特性抽出（Characterization）の実行

フィクスチャ単体のデータを取得します。

1. 基準面の指定: ケーブル先端に何も繋がない（Open）、または特定の基準片を繋いで Measure を押します。

2. フィクスチャの測定: ケーブルの先に「取り除きたいフィクスチャ」を接続し、その先端を Open（または既知のThru）の状態にして測定します。

3. 計算: VNAが時間領域（TDR）解析を行い、コネクタからDUT手前までの損失と位相遅延を自動的に計算します。

   • Tip: この際、ゲート（Gating）の設定画面が出ることがあります。コネクタの反射とDUT位置の反射を正しく分離できているか、グラフ上で確認してください。

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5. 補正の適用（Apply）

抽出した特性を「デエベディング・ファイル」として保存・適用します。

• ファイルの保存: .s2p（1ポートなら .s1p）形式でフィクスチャの特性データが保存されます。

• Apply: Apply Correction をクリックすると、VNAの補正回路にこのファイルが読み込まれ、リアルタイムでフィクスチャの影響が差し引かれたデータが表示されるようになります。

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6. 確認（Verification）

AFRが正しくかかっているかを確認する方法です。

• Openを確認: フィクスチャの先端（DUTを載せるパッドなど）を「Open」にした状態で、スミスチャートの右端（無限大）に1点に集まっていれば、位相補正（Deskew）と損失補正が正しく機能しています。

• TDRで確認: タイムドメイン表示にして、フィクスチャのコネクタ反射が消え、基準面がDUTの直前に移動していることを確認します。

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実務上のアドバイス：RFSoC評価の場合

GHz帯の評価であれば、AFRで生成された .s2p ファイルを保存しておき、「ADS（Advanced Design System）」などのシミュレータに持ち込むことも可能です。これにより、実測データとシミュレーションの基準面を完全に一致させることができます。

もし、フィクスチャの長さが左右で異なる（Skewがある）場合は、2-Port測定時にそれぞれのポートで個別にAFRを実行し、.s2p を2つ用意して適用するのが確実です。