datasheet

网络分析仪的结构与测量方法

2014-02-27来源: 21ic关键字:网络分析仪  反射系数  传输信号
    网络分析仪测量方法

  反射系数(G)和传输系数(T)分别对应入射信号中反射信号和传输信号所占的比例。图3示意了这两个向量。现代网络分析基于散射参数或S-参数扩充了这种思想。

  S-参数是一种复杂的向量,它们代表了两个射频信号的比值。S-参数包含幅值和相位,在笛卡尔形式下表现为实和虚。S-参数用S坐标系表示,X代表DUT被测量的输出端,Y代表入射RF信号激励的DUT输入端。图4示意了一个简单的双端口器件,它可以表征为射频滤波器,衰减器或放大器。

  S11定义为端口1反射的能量占端口1入射信号的比例,S21定义为传输到DUT端口2的能量占端口1入射信号的比例。参数S11和S21为前向S-参数,这是因为入射信号来自端口1的射频源。对于从端口2入射信号,S22为端口2反射的能量占端口2入射信号的比例,S12为传输到DUT端口1的能量占端口2入射信号的比例。它们都是反向S-参数。

  你可以基于多端口或者N端口S-参数扩展这个概念。例如,射频环形器,功率分配器,耦合器都是三端口器件。你可以采用类似于双端口的分析方法测量和计算S-参数,如S13,S32,S33。S11,S22,S33等下标数字一致的S-参数表征反射信号,而S12,S32,S21和S13等下标数字不一致的S-参数表征传输信号。此外,S-参数的总个数等于器件端口数的平方,这样才能完整的描述一个设备的RF特性。

  表征传输的S-参数,如S21,类似于增益,插入损耗,衰减等其它常见术语。表征反射的S-参数,如S11,对应于电压驻波比(VSWR),回波损耗,或反射系数。S-参数还具有其他优点。它们被广泛认可并应用于现代射频测量。你可以很容易地将S-参数转换成H、Z或其他参数。你也可以对多个设备进行S-参数级联,表征复合系统的RF特性。更重要的是,S参数用比率表示。因此,你不需要把入射源功率设置为精确值。DUT的响应会反映出入射信号的任何微小差别,但通过比率方式表征传输信号或反射信号相对于入射信号的比率关系时,差别就会被消去。

  网络分析仪结构

  网络分析仪可以分为标量(只包含幅度信息)和矢量(包含幅度和相位信息)两种分析仪。标量分析仪曾一度因其结构简单,成本低廉而广泛使用。矢量分析仪可以提供更好的误差校正和更复杂的测量能力。随着技术的进步,集成度和计算效率的提高,成本的降低,矢量网络分析仪的使用越来越普及。

    网络分析仪有四个基本功能模块

  信号源,用于产生入射信号,既支持连续扫频也支持离散频点,并且功率可调。信号源通过信号分离模块馈入DUT输入端,信号分离模块可看作一个测试装置。在这里,将反射信号和传输信号分离进不同的组件测量。对于每一个频点,处理器测量信号并计算参数值(例如S21或驻波比)。用户校准主要用于提供数据的错误校正,将在后续详细介绍。最终CONTROLENGINEERINGChina版权所有,当与网络分析仪交互时,你可以在显示器上查看参数以及修正后的数值,并使用其它用户功能,比如缩放波形图。

  根据网络分析仪性能和成本的不同,有多种方式实现结构中的四个模块。测试装置可以设计成传输/反射(T/R)或全S-参数。其中,T/R测试装置是最基本的实现方式。

  T/R结构包括一个稳定信号源,它能够提供指定频率和功率的正弦波信号;一个参考接收器R,它与功率分配器或定向耦合器相连,用于测量入射信号的幅值和相位。入射信号从网络分析仪端口1发出,馈入DUT的输入端。定向耦合接收器A测量任何反射回端口1的信号(包括幅值和相位)。定向耦合器和电阻桥功能类似,都可以用于分离信号,你可以根据性能,频率范围和成本要求进行选择。信号经过DUT传输进入网络分析仪的端口2,端口2处的接收器B用于测量该信号的幅值和相位。

  接收器针对不同的特性要求也有不同的结构,可被看作是带有下变频器、中频滤波器以及矢量检测器的窄带接收机,类似于矢量信号分析仪。它们可以提取出信号的实、虚部,用于计算幅值和相位信息。此外,所有接收器都与信号源使用相同的相位参考,你可以在相同的相位参考下计算接收信号与入射信号的相位关系。

  T/R结构具有性价比高,结构简单,性能好的特点。但仅只支持前向参数测量,例如S11和S21。如要测量反向参数,需要断开并反转DUT,或者借助外部开关控制。由于不能切换源(入射信号)到端口2,端口2的纠错能力有限。如果T/R结构设计符合你的项目要求,这种结构是一种高精度和高性价比的选择。

  当开关连通端口1,分析仪测量前向参数。当开关连通端口2,你无需重置DUT外部连接,就可以测量反向参数。端口2处的定向耦合接收器B测量前向传输参数和反向反射参数。接收器A测量前向反射参数和反向传输参数。

  由于开关放置在网络分析仪的测量路径上,因此用户校准时需要考虑开关的不确定性。尽管如此,两个开关位置仍可能会有细微的差别。另外,随着时间的推移,开关触点磨损,需要更频繁的用户校准。为了解决这个问题,可以把开关移到源输出,并且采用两个参考接收机,R1和R2,分别对应前向和反向。由于采用了更高性能的架构,成本和复杂性也随之而来。

  网络分析仪的基本结构绝大部分在测试装置中实现。一旦分析仪测量出入射信号(R参考接收器)和传输信号的幅值和相位,或者是反射信号(A和B接收器)的幅值和相位,就可计算出四个S-参数值。

关键字:网络分析仪  反射系数  传输信号

编辑:什么鱼 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2014/0227/article_8801.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:如何维护和保养液相色谱仪
下一篇:水分仪的种类及应用

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

实现可重复测量 是德科技推出新一代综合网络分析仪

新产品具有出色的动态范围、迹线噪声和温度稳定性,可实现可靠和可重复的测量 是德科技宣布推出新一代网络分析仪,该产品具有出色的动态范围、迹线噪声和温度稳定性,并配备丰富的应用软件,能够实现可靠和可重复的测量,支持工程师始终如一地实施全方位器件表征。是德科技是一家领先的技术公司,致力于帮助企业、服务提供商和政府客户加速创新,创造一个安全互联的世界。 高速数字、无线、航空航天和国防以及汽车企业需要在手机、卫星通信和 5G 基站等设备中使用集成式的有源和无源元器件,以打造性能更高、体积更小的最终产品。同时,他们还需要高度综合的测试解决方案,利用其提供的先进功能和性能克服射频(RF)测试挑战,对这些高度集成的设备进行
发表于 2019-05-29

解读罗德与施瓦茨最新矢量网络分析仪ZNA 26/43

和以往罗德与施瓦茨(R&S公司)的发布会不同,借助2019 EDICON期间,R&S公司邀请到了众多客户,和媒体一起品鉴了全新一代矢量网络分析仪ZNA 26/43系列的特性,这代表了R&S公司对于产品的信心,以及用更好的产品服务客户的企业理念。中国区矢量网络分析仪产品经理张念民表示,R&S公司此次推出全新矢量网络分析仪,就是因为对中国市场和客户有足够的信心。2019年年初,R&S公司发布两款分析仪,分别为高端的ZNA26/43系列以及多端口ZNBT 26/40系列。张念民介绍道,目前R&S公司在网络分析仪领域布局全面,涵盖中高低端仪器,也有针对特殊应用的产品,用户广泛覆盖在军工
发表于 2019-04-11
解读罗德与施瓦茨最新矢量网络分析仪ZNA 26/43

网络分析与网络分析仪的详解

时,应接上匹配负载,于是电路能够非常接近正常的工作状态。测量散射参数,只需要了解信号流经被测器件时产生的变化,同时又不会对电路的正常工作造成影响,因此更加简单、直接。后面将要介绍的网络分析仪,就是专门测量散射参数的装置。通过数学计算,散射参数能够被转换为其它类型的参数。S参数是归一化的相对值四个S参数都代表出射信号与入射信号的电压比(或功率比,在计算时应统一)。还是用衰减器来举例,图(2)中,入射信号的功率是1W,经过待测器件,输出0.1W,则S21=0.1/1=0.1。换算成分贝值则为-10dB。于是这支衰减器的衰减量是10dB。这一相对值又是频率的函数。随着频率的变化,衰减器的衰减量可能发生波动。把频率作为横坐标,衰减
发表于 2018-05-02

世强在慕展 带来网络分析仪表、低功耗测试等测试测量产品

在2018年3月的慕尼黑上海电子展上,世强元件电商带来了物联网、工业控制及自动化、汽车等九大分区的多款创新产品和在不同领域的应用,为工程师提供了全面的整体解决方案,吸引了众多关注。特别是在测试测量分区,世强元件电商带来了包含网络分析仪、LCR表、低功耗测量、无线充电线圈测试等全面、先进的测试测量仪器解决方案。低功耗测量的利器,业界领先的nA级直流电源分析仪此次世强元件电商带来的直流电源分析仪N6705C,是业界领先的nA级低功耗测量仪。该分析仪在供电的同时,连续采集和测量从纳安级到安的超大动态范围电流,带宽高达200kHz,可广泛应用于手机、物联网、便携式医疗等行业。而N6705+N6781A模块直流电源分析仪作为低功耗分析的标准
发表于 2018-03-27
世强在慕展 带来网络分析仪表、低功耗测试等测试测量产品

R&S新型矢量网络分析仪校准方案用于TVAC和多端口生产测试

罗德与施瓦茨推出了新的矢量网络分析仪校准设备:R&S ZN-Z32和R&S ZN-Z33内联校准件。这些校准件是热真空室(TVAC)中的卫星器件测试和生产线上的多端口器件测试的理想选择。        与传统的网络分析仪自动校准件不同,罗德与施瓦茨的新型R&S ZN-Z32/33内联校准件与测试设备一直保持连接。这使得它们成为测试过程中需要频繁重新校准时的理想解决方案,尤其是在测试设备不易直接操作的情况下。在真空条件下轻松校准由于在真空条件下无法直接操作测试设备,新推出的内联校准件是唯一可用于TVAC室测试的校准件。在TVAC室抽真空和测试之前
发表于 2017-10-18

电缆测试~网络分析仪时域门控功能的应用

应用目标和范围本应用测试方案针对非标称50Ω的线缆,包括同轴、双绞线、差分高速数据线的测试,包括阻抗参数、S参数(插损、驻波、Smith图等等),也可以绘制眼图。根据电缆的性能,如频率范围、长度、是否差分,设置时域门控,可以按照线缆连接的位置,门控选通,获得实际物理线缆的各项参数结果。门控选通测试结果对应被测线缆,不含接头和夹具以及其它测试线缆。必要性和难点由于被测线缆不是50Ω标准同轴线缆,可能是高速数据线、差分线等。用网络分析仪测试时,测试端口是标准50Ω同轴线缆,因此在连接被测电缆时要求使用转接头或夹具,而这些接头和夹具的S参数未知,需要去除其影响,才能获得被测线缆的实际参数。目前常用的方法是去嵌入或夹具移除法,这些方法要求
发表于 2017-09-19
电缆测试~网络分析仪时域门控功能的应用

小广播

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2019 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved