网络分析仪测试基本概念与工作原理(ppt 42页)
网络分析仪PPT课件
V反射波= 0(所有输入功率被负载吸 收)
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当传输线终端为短路与开路时
Zs = Zo
V 入射波
V反射波 负载开路相位同相 (0o) ,
短路相位为反向(180o)
对于短路和开路二种情况，在传输线上都会建立驻波
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当传输线终端为25 W
Zs = Zo
ZL = 25 W
V inc
=
F = ZL - ZO
ZL + ZO
当ZL=Z0时， ρ=0； 当ZL≠ Z0时，0＜ρ≤1
ZL为负载阻抗，Z0为传输线特性阻抗
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回波损耗
反射信号低于入射信号的dB数，是用对数 表示反射系数的幅度特性的一种方法
Return loss = -20 log(r), r = G
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群延时波动表示失真 平均延时代表信号通过被测器件的平均传输时间
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史密斯圆图
Smith Chart
+jX
能读反射系数，但不能直接显示读取阻抗值
.
极坐标平面
90 o
0
+R
+- 180 o
1.0
.8 .6
.4
.2
0o
0
-jX
复数阻抗平面，无法 表示开路
Z L= Zo
复数阻抗平面的正实部部分映射 G = 0
率更容易测量，更易了解，更有用。 在 低 频 上 ， 波 长 非 常 长 ， 简 单 的 导 线 便 适 于 传 导 功 率 在 较 高 频 率 上 ， 波 长 与 高 频 电 路 中 导 体 的 长 度 相 当 或 者 更 小 ， 功 率 传 输 可 认 为 是 以 行 波 方 式 进 行 。 需 要 高 效 率 的 功 率 传 送 是 在 较 高 频 率 上 使 用 传 输 线 的 主 要 原 因 之 一
矢量网络分析仪原理和使用方法课件
利用矢量网络分析仪自带的软件或第三方软件， 对采集到的数据进行处理和分析。
结果解读
根据测量结果，解读被测设备的性能指标，评估 其性能优劣。
04
矢量网络分析仪应用实例
通信系统测试
通信系统测试
矢量网络分析仪能够测试通信系统的传输性能，如信号的幅度、相 位和群延迟等，以确保系统性能稳定可靠。
信号完整性分析
微波元件测试
对于微波元件，如滤波器、放大器等，矢量网络 分析仪可以测试其频率响应、增益和群延迟等特 性。
可靠性分析
通过矢量网络分析仪，可以对电子元件进行可靠 性分析，如温度循环、湿度试验等，以评估元件 的寿命和稳定性。
雷达系统测试
雷达散射特性测试
01
矢量网络分析仪可以测试雷达系统的散射特性，如RCS（雷达
校准
根据需要，进行系统校准 ，以确保测量精度。
操作界面与设置
界面介绍
熟悉矢量网络分析仪的各 个功能键和显示窗口，了 解其基本功能。
设置参数
根据测量需求，设置合适 的频率范围、扫描参数等 ，确保测量准确度。
保存设置
完成设置后，保存参数， 以便下次使用。
数据采集与分析
数据采集
按照测量需求，选择合适的测试端口和电缆类型 ，进行数据采集。
高精度测试技术
误差校正和补偿技术
高精度测试技术需要采用误差校正和 补偿技术，如校准件校正、误差模型 拟合等，以减小测试误差和提高测试 精度。
信号处理算法优化
高精度测试技术需要优化信号处理算 法，如滤波、插值、拟合等，以提高 数据处理的速度和准确性。
自动化测试技术
自动化校准和测试流程
自动化测试技术需要实现自动化校准 和测试流程，以提高测试效率和降低 人工操作误差。
网络分析仪基础
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1.网络分析仪简介
网络分析是指设计制造人员和制造厂 家对较复杂系统中所有元件和电路的电气 性能进行如何测量的过程。 网络分析仪能对有源器件和无源器件， 如放大器、混频器、滤波器、耦合器和衰 减器等的特性进行表征。元件可能有一个 端口（输入端或输出端）或多个端口。对 每个端口的输入特性以及从一个端口到其 他端口的转移特性进行测量的能力，可以 为设计人员在对大型系统配置元件时提供 充分的依据。网络分析仪已成为表征高频 元器件性能最重要的测量工具之一。 网络分析仪有三种类型：矢量网络分 析仪（VNA）、标量网络分析仪（SNA）和 网络/频谱分析仪。
3/18/2003 曹纪华
Network Analyzer Basics
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网络分析仪的类型
VNA:
能测试和显示电气网络的 整体幅度和相位特性，包括S参 数、幅度和相位、驻波比(SWR)、 插入损耗或增益、衰减、群延 迟、回波损耗、反射系数和增 益压缩等。 硬件包括三部分：一个扫 频信号源、一个用来分离正向 信号和反向测试信号的测试装 置和一个多通道、相位相干的 高灵敏接收机。
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图2.7
功率传输
图2.8
3/18/2003 曹纪华
用Zo端接的传输线
Network Analyzer Basics
当传输线终端短路时（短路不能 维持电压，因而耗散功率为0），反射 波沿传输线返回到信号源。反射电压波 与入射电压波大小相等，方向相反。 当传输线的终端开路（开路不能维 持电流），反射电流波与入射电流波大 小相等，但按相反方向进行。 当传输线的终端介入某一电阻时， 则部分入射功率被吸收，部分入射功率 被反射。 图2.9 确定射频阻抗的传统方法是利用射 频探针/检波器、一段开槽传输线和一 个VSWR（电压驻波比）仪表来测量VSWR。
网络分析仪工作原理
矢量网络分析仪原理网络分析仪组成框图图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； 1．激励信号源；提供被测件激励输入信号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。
3．接收机；对被测件的反射，传输，输入信号进行测试。
4．处理显示单元; 对测试结果进行处理和显示。
图1 网络分析仪组成框图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。
图2 网络分析仪传输测试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。
图3 网络分析仪反射测试信号流程信号源信号源提供被测件激励信号，由于网络分析仪要测试被测件传输/反射特性与工作频率和功率的关系。
所以，网络分析仪内信号源需具备频率扫描和功率扫描功能。
矢量网络分析仪的原理及测试方法ppt课件
RF Filter
RF AMP
RF Filter IF Filter
RF AMP
VHF NA RF NA (R3765/R3767CG)
DEM
MAIN CPU
SPEAKER
DPX
Duplexer
RX SYNTHE
RX SYNTHE
RF Filter VCO
TCXO
VCO
VCO
DATA CONT.
MEMORY
DFr1
DFl2
Spurious
level
DFr2
Band width DLF DHF
Pass Reject Spurious
P0le x1
m1 DLF2 DHF2 m2
p0
p1
Nominal Frequency fcent
P0le stim1 P0le x2
P0le stim2
: Insertion loss : Constant loss : x1dB bandwidth : Center frequency : Lower frequency at the point
傳輸特性： 用直通標准器連接並做直通短路校正．
13
Advantest 网絡分析仪的應用範圍
應用 元器件
通信
車用电子
IT 設备
VHA N/A RF NA
游戲机
TV/DVD
晶体諧振器 晶体濾波器 陶瓷振盪器 陶瓷濾波器
SAW 濾波器 介貭濾波器
14
蜂巢式手机的电路框图与使用的主要元器件
ANT
高頻器件
0.02dB (傳統型仪器)
RBW 10kHz
0.01dB (R3754) RBW 10kHz
网络分析仪工作原理及使用要点
⽹络分析仪⼯作原理及使⽤要点⽹络分析仪⼯作原理及使⽤要点本⽂简要介绍41所⽣产的AV362O⽮量⽹络分析的测量基本⼯作原理以及正确使⽤⽮量⽹络分析测量电缆传输及反射性能的注意事项。
1.DUT对射频信号的响应⽮量⽹络分析仪信号源产⽣⼀测试信号，当测试信号通过待测件时，⼀部分信号被反射，另⼀部分则被传输。
图１说明了测试信号通过被测器件（DUT）后的响应。
图１DUT 对信号的响应2.整机原理：⽮量⽹络分析仪⽤于测量器件和⽹络的反射特性和传输特性，主要包括合成信号源、S 参数测试装置、幅相接收机和显⽰部分。
合成信号源产⽣30k～6GHz的信号，此信号与幅相接收机中⼼频率实现同步扫描；S参数测试装置⽤于分离被测件的⼊射信号R、反射信号A 和传输信号B；幅相接收机将射频信号转换成频率固定的中频信号，为了真实测量出被测⽹络的幅度特性、相位特性，要求在频率变换过程中，被测信号幅度信息和相位信息都不能丢失，因此必须采⽤系统锁相技术；显⽰部分将测量结果以各种形式显⽰出来。
其原理框图如图２所⽰：图２⽮量⽹络分析仪整机原理框图⽮量⽹络分析内置合成信号源产⽣30k～6GHz的信号，经过S参数测试装置分成两路，⼀路作为参考信号R，另⼀路作为激励信号，激励信号经过被测件后产⽣反射信号A和传输信号B，由S参数测试装置进⾏分离，R、A、B三路射频信号在幅相接收机中进⾏下变频，产⽣4kHz的中频信号，由于采⽤系统锁相技术，合成扫频信号源和幅相接收机同在⼀个锁相环路中，共⽤同⼀时基，因此被测⽹络的幅度信息和相位信息包含在4kHz的中频信号中，此中频信号经过A/D模拟数字变换器转换为数字信号，嵌⼊式计算机和数字信号处理器（DSP）从数字信号中提取被测⽹络的幅度信息和相位信息，通过⽐值运算求出被测⽹络的S参数，最后把测试结果以图形或数据的形式显⽰在液晶屏幕上。
◆合成信号源：由3～6GHz YIG振荡器、3.8GHz介质振荡器、源模块组件、时钟参考和⼩数环组成。
网络分析仪工作原理
网络分析仪工作原理網絡分析儀工作原理矢量网络分析仪,它本身自带了一个信号发生器，可以对一个频段进行频率扫描. 如果是单端口测量的话，将激励信号加在端口上，通过测量反射回来信号的幅度和相位，就可以判断出阻抗或者反射情况。
而对于双端口测量，则还可以测量传输参数。
由于受分布参数等影响明显，所以网络分析仪使用之前必须进行校准。
校准是为了消除系统误差在双端口校准中总共12项误差常用OSLT或TRL校准方法網絡分析儀常見問題：网络分析仪在使用中遇到的几个问题：我刚接触网络分析仪，手上又没有什么资料，只能摸索着使用!在使用中遇到一些扰人的问题，总结如下：1。
网络分析仪的校准还是不清楚!校准中通常所说的是选定基准平面，比如我我从port口接一跟电缆线,用电缆线测试产品的性能，电缆线与产品接头的一段就是所谓的基准面！第一：比如我选择750mm与选择1000mm 的电缆线,对测试产品到底有没有影响，按照校准原则,只要校准平面我选贼与产品的接口处,前面的不管是什么，都能校准好的!问：电缆线的指标，VSWR与插损的大小对产品指标到底有没有影响!比如我的电缆线的VSWR是1。
2，但是我的产品的VSWR是1.15，这样的线对指标有没有影响？还有线的插损对指标有没影响！？第二:一般情况下我是用两端口的,在两端口的时候，校准直通时要用到机械校准件中的一个直通（因为我的电缆线都是SMA接头的），但是直通是有一定的插损的。
为了比较,我用电子校准校准件校准再测量产品，发现机械校准的直通确实对产品的插损有影响的！测试同一个产品，我用电子校准的测的比用机械的插损要大0.08—0，15个dB的！问：电子校准件与机械校准件是有区别的吗？我用安捷伦的电子校准件能否给安立的仪器校准呢？还有一个问题，我想用网分仪测试电缆线的好坏，想了几个办法如下,感觉都不是完美!1.电缆线一端接port口,一端接匹配负载（负载假设是新的，能做到完全匹配），然后用网分仪分析VSWR，这样的问题是网分仪port口我没校准，这样的结果能做为电缆线好坏的参考么`？2。
网络测试仪使用教程优质PPT资料
可用功率 0.44 to 12.95W 0.44 to 3.84W 3.84 to 6.49W 6.49 to 12.95W 12.95 to 25.5W (IEEE802.3at)
功能4：PING
测试到单个节点的连通性能
300条信息，充分满足大中型网络的需要。
TDR技术，单端线缆长度，精确到0. PSE/PD与网线的接口： TDR技术，单端线缆长度，精确到0.
反转对：在双绞线中的2个导线以相反 的极性连接。
nLink的以太网供电测试不仅支持以获得已在业界广泛应用的IEEE802.
标准：IEEE802. 标准：IEEE802.
nLink的以太网供电测试不仅 支持以获得已在业界广泛应用的 IEEE802.3af(3.84～12.95W四个 等级)标准，更支持最新的 IEEE802.3at(最大可用功率 25.5W)标准。
功能3：PoE测试
电压水平:00～ -60V DC 标准：IEEE802.3af，
IEEE803.3at以及非标准POE供 电设备； PSE接口：Mid-span和Endspan； PSE/PD与网线的接口： Alternative A（1,2,3,6信号线） Alternative B（4,5,7,8空闲线） ； 功率分级：Class0 - 4.
识TD别R网技络术端，口单的端速线率缆n及长L双度i工n，状k精-态确E。到X0. 可以保存电缆 T反D转R对技：术在，诊双单绞端断线线中缆，的长P2度个O，导精E线确以以到相0及反. 的P极IN性G连接的。测试结 n3L0i0n条k-信EX息可，果以充保，分存满并电足缆大通诊中断过型，网内P络O的E嵌以需及的要P。INWG的e测b试服结果务，并器通过内嵌的 Web 服务器查看保存的测试结果时，每种测试结果可以存储 反短转路对: 2：个在或查双更绞多看线的中导保的线存2一个起的导短线路测以。相试反结的极果性连时接，。 每种 n3L0i0n条k-信EX息可，测以充保试分存满结电足缆大果诊中断可型，网以P络O的E存以需及储要P。I3NG0的0测条试信结果息，并，通过内嵌的 Web 服务器查看保存的测试结果时，每种测试结果可以存储 标测准试：到I单EE个E充节80点2分.的连满通足性能大中型网络的需要。
网络分析仪测试基本概念与工作原理
传输特性
工作频率; 信号功率
反射特性的参数定义:
反射系数
(电压比值)
=
V反射 V输入
=
F = ZL - ZO
ZL + ZO
Z0 : 传输线特性阻抗 Z1 : 传输线终端负载
反射损耗 = -20 log(), =
(功率比值) 传输信号包络
Emax
Emin
驻波比
Voltage Standing Wave Ratio
VSWR =
Emax Emin
1+ = 1-
全匹配
(ZL = Zo)
0
dB
1
RL VSWR
全反射
(ZL = 开路,短路 )
1
0 dB
史密斯圆图 (Smith Chart) 对阻抗和反射的描述
+jX
0
0
+R
-jX
Rectilinear impedance plane
+- 180o
Z L = Zo
网络分析仪通过测试相/频特性得 到器件延迟性能
GD 抖动反映器件相位特性线性 GD平均值反映器件的平均时延
通过群时延指标反映器件相位线性
Phase
Phase
Group Delay
f
f
-d
相位抖动相同 -d
dw
dw
Group Delay
f
f
群延时不同
完整的器件指标描述
输入
R
反射
A
反射特性
Reflected
器件相频特性
网络分析仪相位补偿 (Electrical delay )
器件相位非线性
网络分析仪交流培训教材
史密斯圆图
史密斯圆图
• Smith Chart圆图反映阻抗Z与反射特性的对应关 系，所以圆图应定量反映阻抗特性和反射特性。 • Smith Chart圆图就是反射系数和阻抗指标的对 应关系的形象反映。 • 对于确定的阻抗值Z=r+jx，在圆图上有确定的某 点位置与之对应，r值对应相应大小的等电阻圆 (中心座标（r/r+1，0），半径r/r+1)，x对应等 电抗圆(中心坐标（1，1/x），半径1/x)。等电阻 圆和等电抗圆的交点即为Z。该点半径为阻抗Z对 应的反射系数的模值，夹角为反射系数相位。
输出1dB压缩点
被测件功率动态范围－1dB压缩点
• 我们在测试时常用1dB压缩点指标来反映被测件的功率动 态范围。 • 1dB压缩点指标通过被测件的传输特性得到定义。如山图 所示。随输入功率增加，理想线性器件S21不会发生变化， 而实测器件的增益会减小。使放大器增益下降1dB的输入 功率称为被测件的输出1dB压缩点。
• 当阻抗不匹配时，就会产生反射信号，也就是说：造成器 件（系统）端口反射的根本原因时阻抗不匹配，研究器件 （系统）的反射特性与研究器件的端口阻抗等效。 • 当复杂中由级联电路组成，第2级电路的输入阻抗是第一 级电路的负载，在阻抗满足共轭匹配条件时，负载上得到 最大功率传输
传输线特性阻抗Zo
传输线特性阻抗Zo
网络分析仪交流培训教材 Network Analyzer Basics
教材培训大纲
本培训教材包括两步分 • 一、网络分析仪测试基础知识
• 网络分析仪组成基本原理及校准误差分析
网络分析仪测试基础知识
什么是网络分析仪？ 任意一个微波元器件或微波电路、部件、整机都可以等效成 一个网络，可用散射参数即S参数来表征微波网络的特性， 等效网络的插损、衰减、隔离度、方向性、相移、群时延、 驻波比、反射系数等参数均可由S参数导出，用于测量网 络S参数的仪器称为网络分析仪 网络分析仪主要研究被测件传输/反射特性与工作频率的关 系 网络分析仪测试的对象是各种元器件及器件组成的系统，要 掌握网络分析仪，需首先正确理解关于器件（系统）相关 的性能指标，明确各项指标具体要求、定义及对系统的影 响。
网络分析仪基本操作介绍共38页PPT
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
▪
谢谢！
38
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心Байду номын сангаас够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
网络分析仪的设置与基本原理
网络分析仪的设置与基本原理一、网络分析仪简介当提出“网络分析仪(Network Analyzer)”这一名字的时候,还没有计算机网络。
所以网络是指电子元、器件。
并非现在流行的计算机网络。
网络分析仪能对被测量器件(主要分为有源元件和无源元件 )的线性和非线性特性(幅频特性，相频特性，时频特性，功率频率特性等)进行表征。
如放大器、混频器、双工器、滤波器、耦合器和衰减器等，这些元件不仅用在诸如手机之类的常用和廉价的系统中，还被遥到通信或雷达系统这一类复杂和昂贵的系统中。
元件可能有一个端口（输入或输出端口）或多个端口。
对每一个端口的输入特性以及从一个端口到其它端口的转移特性进行测量的能力，可以为设计人员在对大型系统配置元器件时提供充分的依据。
二、网络分析仪的分类主要分为：标量网络分析仪和矢量网络分析仪。
标量网络分析仪只能测量S参数的幅度部分，测量的结果包括传输增益和损耗，回波损耗和驻波比等。
矢量网络分析仪是网络分析仪中功能最强的一类，它能在5HZ直到110GHZ的频率范围内进行测量。
如：S参数、幅度和相位、传输增益和损耗，回波损耗和驻波比（SWR）、群延迟、反射系数等。
注意行业使用的网络分析仪都是矢量网络分析仪，而且大多数是安捷伦生产的，所以这里所讲的网络分析仪都是针对安捷伦仪器。
1. 调试一般使用 E5070B2. 测试一般使用 HP8753ES / HP8753D3. Outband 测试一般使用 HP8719ES / HP8753C / N5232三、网分的结构图1-1 网络分析仪的结构图如上图所示，矢量网络分析仪的硬件由 1. 信号源； 2. 信号分离装置； 3. 接受、检测装置； 4. 显示、处理单元； 5. 被测件组成。
具体详细描述：1. 扫频信号源信号源提供被测件激励信号，由于网络分析仪要测试被测件传输／反射特性与工作频率和功率的关系，所以，网络分析仪内信号源具备频率扫描和功率扫描功能。
为保证测试的频率精度，现在网络分析仪内信号源采用频率合成方法实现。
网络分析仪的基本原理.
一种独特的仪器网络分析仪是一种功能强大的仪器, 正确使用时, 可以达到极高的精度。
它的应用也十分广泛, 在很多行业都不可或缺, 尤其在测量无线射频 (RF元件和设备的线性特性方面非常有用。
现代网络分析仪还可以应用于更具体的场合, 例如, 信号完整性和材料的测量。
随着业界第一款 PXI 网络分析仪— NI PXIe - 5630的推出, 你完全可以摆脱传统网络分析仪的高成本和大占地面积的束缚, 轻松地将网络分析仪应用于设计验证和产线测试。
网络分析仪的发展你可以使用图 1所示的 NI PXIe-5630矢量网络分析仪测量设备的幅度,相位和阻抗。
由于网络分析仪是一种封闭的激励 -响应系统, 你可以在测量 RF 特性时实现绝佳的精度。
当然, 充分理解网络分析仪的基本原理, 对于你最大限度的受益于网络分析仪非常重要。
在过去的十年中, 矢量网络分析仪由于其较低的成本和高效的制造技术, 流行度超过了标量网络分析仪。
虽然网络分析理论已经存在了数十年,但是直到 20世纪 80年代早期第一台现代独立台式分析仪才诞生。
在此之前, 网络分析仪身形庞大复杂,由众多仪器和外部器件组合而成,且功能受限。
NI PXIe-5630的推出标志着网络分析仪发展的又一个里程碑, 它将矢量网络分析功能成功地赋予了灵活,软件定义的 PXI 模块化仪器平台。
通常我们需要大量的测量实践, 才能实现精确的幅值和相位参数测量, 避免重大错误。
由于射频仪器测量的不确定性, 小的错误很可能会被忽略不计。
而网络分析仪作为一种精密的仪器能够测量出极小的错误。
网络分析理论网络是一个被高频率使用的术语,有很多种现代的定义。
就网络分析而言, 网络指一组内部相互关联的电子元器件。
网络分析仪的功能之一就是量化两个射频元件间的阻抗不匹配, 最大限度地提高功率效率和信号的完整性。
每当射频信号由一个元件进入另一个时, 总会有一部分信号被反射, 而另一部分被传输, 类似于图 2所示。
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Transmission/Reflection Test Set
Frequency
网络分析仪通过测试相/频特性得 到器件延迟性能
GD 抖动反映器件相位特性线性 GD平均值反映器件的平均时延
page 13
通过群时延指标反映器件相位线性
Phas e
Phas e
Group Delay
-d
相位f 抖动相同 -d
f
dw
dw
Group Delay
群f 延时不同
f page 14
完整的器件指标描述
输入
R
反射
A
反射特性
Reflected
A
=
Incident
R
SWR
S参数 S11,S22
反射系数 ,
反射损耗
阻抗 R+jX, G+jB
输出
B
传输特性
Transmitted
B
Incident = R
增益
S参数 S21,S12
传输系数 T,
群延时 Delay 相位 Phase
反射特性
影响器件传输/反射特性的因素 ? 工作频率
信号功率
网络分析仪表显示结果
传输特性
工作频率; 信号功率
page 5
反射特性的参数定义:
反射系数
(电压比值)
=
V反射 V输入
=
F = ZL - ZO
ZL + ZO
Z0 : 传输线特性阻抗 Z1 : 传输线终端负载
反射损耗 = -20 log(), =
.6
.4
.2
0o
-90 o
等电抗圆
等电阻圆
大电阻区
ZL = (开路点)
= 1 0O
Z=R+jx
page 7
反射特性的说明
RS
RL / RS RL
对于复阻抗: 功率最大传输效率条件:
ZL = ZS* (共轭匹配)
1.2 1
0.8 0.6 0.4 0.2
0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
DUT
V 输出 = a f( t - to)
系统频率带宽内幅频特性为常量
系统频率带宽内相频特性为线性
Magnitude Phase
Frequency
幅度/频率特性要求
Frequency
相位/频率特性要求
page 11
对系统相位特性的描述
网络分析仪的相位补偿处理功能：
• 电延迟功能( Electrical delay）:通过时间补偿消除被测件相频特性中线性部分 • 相位偏移（Phase offset): 被测件相位特性中加入固定偏置 • 端口延伸（Port Extension)：测试仪表端口电延时补偿
….
端口稳定点频输出:
span=0Hz, max sweep time
源功率控制
ALC
源
ALC Driver
ALC 检测 ALC = 自动电平控制 (automatic level control)
衰减器
信号分离装置
50 W
6 dB
功分器
50 W
提供参考信号
6 dB
宽频率覆盖
Main signal
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S参数的定义
正向
输入
a1 S 11
反射
b1
S 11 =
Reflected Incident
=
b1 a1
S 21
Transmitted
=
Incident
=
b
2
a1
a1 = 0 Z0
Load
b1 传输
S 21
a2 = 0 a2 = 0
DUT
S 12
传输
b2
DUT
S-parameters
a2 = 0
Time
输入信号
Time
输出信号
Frequency
Frequency page 17
器件的功率动态范围:
输入1dB压缩点
CH1 S21 1og MAG 1 dB/ REF 32 dB C2
30.991 dB 12.3 dBm
1 dB compression point:
输入功率增加导致器件增益下降1dB 相对测试 输出1dB压缩点(绝对测试)
Data = Vector Sum
Device
Direc tivity
Dev ice
接收机类型
Diode
Scalar broadband (no phase information)
DC
RF AC
Incident
DUT
Transmitted
SOURCE
Reflected
INCIDENT (R)
SIGNAL SEPARATION
被测件反射信号 与定向耦合器泄漏的
输入信号 在接收机端矢量叠加
影响测试精度
Return Loss
0 DUT RL = 40 dB
3 0
6
Frequency
0
Data Min Cancel Data 0
Device
Directivity
Data Max
Add in Phase
Directivity
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网络分析仪组成框图
源 功率分配/开关
参考接收机 R1
衰减器
参考接收机 R2
衰减器
A
B
测量接收机
网络分析仪组成
•信号源 •信号分离装置 •接收机 •处理显示单元
Port 1
输入信号
反射信号 (A)
Port 2 传输信号
(B)
输出信号
DUT
网络分析仪测试信号流程
输入源
LO 源
R 输入参考信号
REFLECTED (A)
TRANSMITTED (B)
RECEIVER / DETECTOR
PROCESSOR / DISPLAY
Tuned Receiver
RF
IF = F LO ±F RF
ADC / DSP
IF Filter
Vector (magnitude and
phase)
LO
调谐接收机的特点
A
N*LO +/- IF
B 输出信号
反射
RF 输入信号 A R :被测件输入端反射特性
传输
B R :被测件正向传输特性
信号源
提供被测件激励信号 具备频率和功率扫描功能 合成源实现
频率合成源
源功率控制部分=
ALC: 小范围功率调整,功率扫描
+
Range1
衰减器: 大范围功率调整
Range2 Range3
PROCESSOR / DISPLAY
Detector
Test Port
定向耦合器连接端点: 反射特性测试点
定向耦合器用于器件反射性能测试
Directivity 方向性 反映定向耦合器
分离两个相反传输
方向信号的能力.
(入射信号泄漏)
反射方向
(被测件反射方向)
定向耦合器
(定向耦合器输入端) 被测件端口 输入方向
(功率比值) 传输信号包络
Emax
Emin
驻波比
Voltage Standing Wave Ratio
VSWR =
Emax Emin
1+ = 1-
全匹配 (ZL = Zo)
0
dB
1
RL VSWR
全反射 (ZL = 开路,短路 )
1
0 dB
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史密斯圆图 (Smith Chart) 对阻抗和反射的描述
to * 360°* f
f
Frequency
1
输出
线性特性:
输入信号与输出信号同频率
输出信号幅度和相位会发生变化
f1
Frequency
Time 非线性特性:
输入/输出信号不同频率 产生新的频率成份
f1
Frequency
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满足波形不失真线性系统的条件
V 输入 = f(t)
Coupled signal
定向耦合器 电桥
方向性 低插入损耗
SOURCE
Incident Reflected
DUT
Transmitted
INCIDENT (R)
SIGNAL SEPARATION
REFLECTED (A)
TRANSMITTED (B)
RECEIVER / DETECTOR
Mag(PM out )
(deg/dB)
Mag(AM in )
PM (deg)
Mag(PMout)
Time
Output Response
I AM to PM conversion can cause bit errors
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网络分析仪
网络分析仪测试基本概念 网络分析仪 工作原理 误差和校准 ENA PNA
高灵敏度接收机 ENA 采用混频方式接收机 接收机噪声电平与其接收带宽有关 网络分析仪要求大测试动态范围 对被测件输出杂波/谐波有抑制作用 接收机带宽在测试动态范围和测试速度间
折衷
混频器前端
ADC / DSP 幅度+相位信息
300kHz
8.5 GHz
网络分析仪的测试动态范围
magn error
phase error