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浅析矢量网络分析仪原理
作者:澳门皇冠    来源:皇冠体育    2019-12-16 15:26

  图1所示为网络分析仪内部组成框图。 为完成被测件传输/反射特性测试,网络分析仪包含;

  2.信号分离装置, 含功分器和定向耦合器件,分别提取被测试件输入和反射信号。

  传输特性是被测件输出与输入激励的相对比值, 网络分析仪要完成该项测试,需分别得到被测件输入激励信号和输出信号信息。

  网络分析仪内部信号源负责产生满足测试频率和功率要求的激励信号,信号源输出通过功分器均分为两路信号,一路直接进入R接收机,另一路通过开关输入到被测件相应测试口,所以,R 接收机测试得到被测输入信号信息。

  被测件输出信号进入网络分析仪B接收机,所以,B接收机测试得到被测件输出信号信息。B/R为被测试件正向传输特性。当完成反向测试测试时,需要网络分析仪内部开关控制信号流程。

  反射特性是被测件反射与输入激励的相对比值, 网络分析仪要完成该项测试,需分别得到被测件输入激励信号和测试端口反射信号。

  网络分析仪内部信号源负责产生满足测试频率和功率要求的激励信号,信号源输出通过功分器均分为两路信号,一路直接进入R接收机,另一路通过开关输入到被测件相应测试口,所以,R 接收机测试得到被测输入信号信息。

  激励信号输入到被测件后会发射反射, 被测件端口反射信号与输入激励信号在相同物理路径上传播,定向耦合器负责把同个物理路径上相反方向传播的信号进行分离,提取反射信号信息,进入A接收机。

  A/R 为被测试件端口反射特性。当需要测试另外端口反射特性时,需网络分析仪内部开关将激励信号转换到相应测试端口。

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  造成系统性能的劣化。例如,如果放大器的驱动信号已经超过其线性工作的范围,则它将会出现增益压缩、调幅到调相(AM到PM)的转换及互调失真(IMD)。核心测量概述矢量网络分析仪(VNA)是测定元件特性最经常使用的仪器。传统VNA包含一个给被测器件(DUT)和多测量接收机提供激励的射频信号发生器,以测量信号在正向传输和反向传输时入射、反射和传输信号(图1)。信号源在固定功率电平进行扫频以测量S参数,而在固定频率上对其功率扫描,可以测量放大器的增益压缩和AM-PM转换。这些测量能测定线性和简单非线.传统二端口VNA框图。对于基本的S参数和压缩测试,信号源和接收器调谐到相同的频率。不过,通过使信号源和接收机频率偏移,将接收机

  的线性方程,通过求解就能得到三个误差项。在后续的测量中,在直接获得的测试结果中,先通过数学运算,消除三个误差项带来的影响,显示给用户的就是校准后DUT的特性。当然两端口误差模型更加复杂,分为正向和反向,正向具有6个误差项,反向也有6个误差项,总共有12个误差项需要求解,求解方法可用参考“RF Measurement of Die and Packages”当然一般网络分析仪提供的二端口矢量校准方法为SOLT,通过单端口的分析,其实校准件的本质是建立误差模型方程,选择不同已知反射系数的校准件,就得到了很多不同的校准方法,例如LRM,LRRM,TRL等等。当然校准的本质也是去嵌入(De-embedding)的过程,去嵌入的本质得到

  件指标。与检波器相比,调谐接收机有很小检测带宽,从而检测灵敏度高,可真实得到被测试件指标。采用调谐接机的矢量网络分析仪,可通过增加输出功率,减小中频带宽或利用平均功能(Avg)来扩展测量动态范围。图10 网络分析表动态范围对测试结果的影响安捷伦PNA系列网络分析仪都是采用调谐接收机的高性能矢量网络分析仪。其接收机测试灵敏度度较高,可满足各种被测件测试动态范围要求。调谐接收机可使用混频器和采样器两种

  众所周知,频域和时域之间的关系可以通过傅立叶理论来描述。通过对使用 VNA(矢量网络分析仪)获得的反射和传输频率响应特性进行傅立叶逆变换,可以获得时域上的冲激响应特性。再通过对冲激响应特性进行积分,可得到阶跃响应特性。这和在TDR示波器上观察到的响应特性是一样的。由于积分计算非常耗时,因此实际上使用的方法是在频域中根据傅立叶变换的卷积原理进行计算——把输入信号的傅立叶变换和被测件的频率响应特性进行卷积,然后再对结果实施傅立叶逆变换。由于在时域中的积分也可使用频域中的卷积来描述,因此我们可以快速计算出阶跃响应特性。通过傅立叶逆变换得到的时域特性的时间分辨率和时间测量范围分别对应于最高测量频率的倒数和频率扫描间隔的倒数。例如,若最高

  计(TDR)一直用于电缆和印刷电路板的测试。由于这种示波器的噪声相对较大,同时实现高动态范围和快速测量具有一定难度,虽然通过取平均法可以降低噪声,但是这会影响测量速度。示波器上用于测量时序偏差的多个信号源之间的抖动,也会导致测量误差。此外,给TDR示波器设计静电放电(ESD)保护电路非常困难,因此TDR示波器容易被ESD损坏。这些问题只凭TDR示波器基本上很难解决,只有通过E5071C-TDR —基于矢量网络分析仪(VNA)的TDR解决方案才能解决。

  低噪声的重要性,源自电池技术及低噪声、低电压应用的行业发展大势,必须真正实现低电压,才能使移动设备中的功率保持在很低的水平,否则电池很容易就耗干了。这些因素正推动着所有这些技术朝着低电压的方向发展,精确的测试和评估系统成为必须的工具,而只有测试系统本身保持精确的低噪声,才能保证我们需要测量的信号不被湮没在测试系统本身的噪声中。这正是业界普遍面临的测试挑战。让示波器只显示输入信号,而不要掺杂其他的信号,就需要示波器更纯粹地表征信号。提到最新推出的MSO 6,工程师出身的泰克科技总裁Pat Byrne充满兴奋地说:“6系列MSO的关键特色之一,并不仅仅是低噪声设计,而是实现了高分辨率下的低噪声,以及带宽高达8GHz时候的低噪声表现

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