矢量網(wǎng)絡分析儀是主要用于兩信號之間的振幅,相位等關系的測量設備。通過測量模擬電路線性區(qū)域的傳輸和反射系數(shù),矢量網(wǎng)絡分析儀能揭示該模擬電路的所有特性,因此網(wǎng)絡分析儀被廣泛地應用于分析各種不同部件 ,材料,電路,設備和系統(tǒng)。無論是在研發(fā)階段為了優(yōu)化模擬電路的設計,還是為了調試檢測電子元器件,矢量網(wǎng)絡分析儀都成為一種不可缺少的測量儀器。
2. Anritsu 矢量網(wǎng)絡分析儀的測量功能介紹
矢量網(wǎng)絡分析儀可通過采用適當?shù)霓D換器來測量所有參數(shù)。通常,采用S參數(shù)測試裝置作為轉換裝置。 S參數(shù)被用來分析高頻電路。S21 和S12 分別代表正向和反向傳輸因子,從而能得到傳輸特性。S11 和S22分別代表正向和反向反射因子,便能得到阻抗特性。
傳輸和阻抗特性
傳輸和阻抗特性是信號系統(tǒng)傳輸?shù)幕咎匦,對傳輸系統(tǒng)的認知就是從這幾個特性開始的。Anritsu矢量網(wǎng)絡分析儀S21 和S12方向可以測試傳輸特性,傳輸特性包括幅度、相位、幅頻特性等;S11 和S22方向可以測試阻抗特性,阻抗特性包括駐波、反射功率等。
時延值測量
在用到波形傳輸?shù)膱龊,如?shù)字通訊及視頻設備(多種頻率成分同時傳輸)等,時延時間的估量是非常重要的。在那些以精確時延值為基準的系統(tǒng)中,準確的時延值測量是很重要的。Anritsu網(wǎng)絡分析儀S21 和S12方向可以精確測試系統(tǒng)正向和反向的傳輸時延值。
時域分析
Anritsu矢量網(wǎng)絡分析儀可進行時域網(wǎng)絡分析,它使用FFT/IFT算法將基于頻域測量的數(shù)據(jù)變換到時域。
3. Anritsu 矢量網(wǎng)絡分析儀的測量應用
在任何測量系統(tǒng)中潛在誤差和不精確的一個來源就是其本身的校準。儀器本身校準的精度高低,決定了測量結果的誤差程度。Anritsu矢量網(wǎng)絡分析儀利用自校準器,保證每次測量前儀器都可校準的精度很高,從而保證了測量精度。下面我們就Anritsu網(wǎng)絡分析儀在工程測試中的幾個應用來說明他的應用。
* 傳輸衰減與時延值的測量
傳輸衰減與時延是系統(tǒng)鏈路評估中較重要的數(shù)據(jù),精確測量很重要。對信號傳輸時間要求精度很高的系統(tǒng),時延值測量的精確程度將決定系統(tǒng)的精度。利用Anritsu矢量網(wǎng)絡分析儀可方便的測量出系統(tǒng)傳輸?shù)乃p和時延值。
矢量網(wǎng)絡分析儀測量傳輸衰減與時延值只能在同頻率下測量,利用S21 正向方向測量,測試方法見圖2。
測試前利用自動校準器對網(wǎng)絡分析儀進行通路校準,將S21通路校準為零。測試系統(tǒng)此時測試的幅度與時延即為所需測試的系統(tǒng)傳輸衰減與時延值。利用此方法,測試精度高,測試方便簡單,而且利用矢量網(wǎng)絡分析儀測量頻帶寬的特點,可以很容易得到系統(tǒng)全頻帶特性。
* 幅頻特性的測量
幅頻特性是反映系統(tǒng)在一定帶寬內傳輸信號能力的指標,信號強度將隨著傳輸頻率的不同而變化。利用Anritsu矢量網(wǎng)絡分析儀可以較方便的測量出系統(tǒng)的幅頻特性。設備連接同圖2。
測試前利用自動校準器對網(wǎng)絡分析儀進行通路校準,將S21通路校準為零。設置頻率與測試帶寬,PORT1連接被測試系統(tǒng)輸入端,并利用內部信號源發(fā)送功率,PORT2連接被測試系統(tǒng)輸出端,此時幅度測量所畫出的曲線即為幅頻特性曲線。利用Anritsu矢量網(wǎng)絡分析儀含有的12個marker點可標注所關心的頻率點。
* 幅相轉換的測量
在信號的傳輸中,幅度的變化會引起信號相位的變化,幅相變化特性是系統(tǒng)傳輸能力的重要指標。利用Anritsu矢量網(wǎng)絡分析儀的掃功率的功能可以輕易測出幅相轉換特性,并可畫出幅相轉換曲線圖。設備連接如圖2。
測試前利用自動校準器對網(wǎng)絡分析儀進行通路校準,將S21通路校準為零。設置測試頻率,PORT1連接被測系統(tǒng)輸入端,利用內部信號源發(fā)射功率,將功率設為掃功率(如 -30dBm ~ -5dBm)。PORT2接被測系統(tǒng)輸出端,利用網(wǎng)絡分析儀測試相位,畫出幅相轉換曲線,利用兩個marker點容易得到信號通過系統(tǒng)時每相差dB時相位變化度。
* 系統(tǒng)傳輸 駐波的測量
駐波是系統(tǒng)功率傳輸時反射功率的大小的指標,當駐波較大時,發(fā)射功率很大一部分就變成反射功率傳回來,如果反射功率較大,會發(fā)生一定的危險。駐波越小,則反射功率也越小,說明系統(tǒng)的傳輸性能好。
測量系統(tǒng)發(fā)射功率與反射功率的值,利用公式可計算出系統(tǒng)的駐波,但此種方法測試較復雜,還需通過計算,很不方便。Anritsu矢量網(wǎng)絡分析儀可用PORT1端口S11前向測試直接得出系統(tǒng)駐波值。設備連接如圖3。
測試前利用校準件對網(wǎng)絡分析儀PORT1進行校準,先利用短路校準件進行PORT1短路校準,再利用斷路校準件進行PORT1斷路校準,最后利用負載校準件進行PORT1負載校準。校準完畢后從PORT1端口發(fā)送功率并接入被測系統(tǒng)輸入端,利用Anritsu矢量網(wǎng)絡分析儀測試駐波功能測試。用這種方法測試駐波準確、快速、簡單,并且測試精度高。
Anritsu矢量網(wǎng)絡分析儀具有強大的測試功能,我所介紹的幾個測試項目只是我們在工作中經(jīng)常需要用到的測試內容。有很多測試項目利用Anritsu矢量網(wǎng)絡分析儀同樣會使測試變得簡便,而且測試準確、可信。