《網(wǎng)絡(luò)分析儀》PPT課件

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1、R當 負 載 阻 抗 與 特性 阻 抗 不 相 等 時 ， 則 未 被 負 載 吸 收 的 那 部 分 信 號 將 被 反 射 回 信 號 源 . 我 們 希 望 傳 輸 線 無 損 耗 傳 輸 信 號 功 率 ， 傳 輸 線 上 只 有 入 射電 壓 ， 無 反 射 電 壓 ， 而 實 際 上 反 射 總 是 存 在 的 。 因 此 關(guān) 心功 率 最 大 傳 輸 問 題 Zs = Zo ZoV反 射 波 = 0(所 有 輸 入 功 率 被 負 載吸 收 )V 入 射 波 Zo =傳 輸 線 特 性 阻 抗 Zs = Zo V反 射 波V 入 射 波 負 載 開 路 相 位 同 相 (0o)

2、, 短 路 相 位 為 反 向 (180 o) 對 于 短 路 和 開 路 二 種 情 況 ， 在 傳 輸 線 上 都 會 建 立 駐 波 當 傳 輸 線 終 端 為 25 WV reflStanding wave pattern Zs = Zo ZL = 25 WVinc l反 射 系 數(shù)l回 波 損 耗l駐 波 比l傳 輸 系 數(shù)l增 益 /插 入 損 耗l群 延 時l史 密 斯 圓 圖 = ZL - ZOZL + OZ=VreflectedVincident =r FG當 ZL=Z0時 ， 當 ZL Z0時 ， 0ZL為 負 載 阻 抗 ， Z0為 傳 輸 線 特 性 阻 抗 =r GR

3、eturn loss = -20 log(r), EmaxEminSWR = EmaxEmin = 1 + r1 - r dB無 反 射(ZL = Zo) rRLVSWR0 1全 反 射(ZL = open, short)0 dB1 =r GReturn loss = -20 log(r), Voltage Standing Wave RatioVSWR = EmaxEmin = 1 + r1 - r = ZL - ZOZL + OZ反 射 系 數(shù) =VreflectedVincident =r FG 1 匹 配 工 作 狀 態(tài) （ 行 波 工 作 狀 態(tài) ） 負 載 阻 抗 等 于 傳 輸

4、線 的 特 性 阻 抗 ， 即 ZL=Z0時 ， =0， RL ， SWR=1。 傳 輸 線 就 處 于 匹 配 工 作 狀 態(tài) 。 特 征 ：l 沿 線 只 有 入 射 的 行 波 而 沒 有 反 射 波 ； 入 射 的 能 量 全 為 負 載 所吸 收 ， 故 傳 輸 效 率 最 高 ； 沿 線 上 任 意 點 的 輸 入 阻 抗 等 于 線 的特 性 阻 抗 而 與 離 負 載 距 離 無 關(guān) ；l 沿 線 電 壓 和 電 流 的 振 幅 值 不 變 ； 2.純 駐 波 狀 態(tài) 短 路 ： 負 載 阻 抗 ZL=0時 ， =-1， RL=0，SWR 。 開 路 ： 負 載 阻 抗 ZL=

5、， =1， RL=0 ，SWR 3.行 駐 波 狀 態(tài) ： 當 ZLZ0時 ， 1,傳 輸 線 上為 “ 部 分 行 波 ” 狀 態(tài) ， “ 部 分 反 射 ” 狀 態(tài) ，此 時 負 載 失 配 ， 導(dǎo) 致 傳 輸 線 上 出 現(xiàn) 部 分 駐波 VTransmittedVIncident傳 輸 系 數(shù) T = VTransmittedVIncidentDUT 增 益 (dB) = 20 Log V Trans V Inc = 20 log t插 入 損 耗 (dB) = - 20 Log V Trans V Inc = - 20 log t增 益 ： 傳 輸 電 壓 的 絕 對 值 大 于 入

6、 射 電 壓 的 絕 對 值插 入 損 耗 ： 傳 輸 電 壓 的 絕 對 值 小 于 入 射 電 壓 的 絕 對 值傳 輸 系 數(shù) 的 相 位 部 分 稱 為 插 入 相 位 是 相 位 失 真 的 一 個 有 用 的 度 量 。 是 信 號 通 過 被 測 器 件 的 傳 輸 時 間隨 頻 率 變 化 的 量 度 。 群 時 延 可 以 由 對 被 測 器 件 的 相 位 響 應(yīng) 隨 時 間 的 變化 取 微 分 進 行 計 算 。 in radiansin radians/secin degreesf in Hertz (w = 2 p f)fwGroup Delay (t ) g =-

7、d fd w = -1360 o d fd f* Frequency群 延 時 平 均 延 時totgPhasef Df FrequencyDw w l 群 延 時 波 動 表 示 失 真l 平 均 延 時 代 表 信 號 通 過 被 測 器 件 的 平 均 傳 輸 時 間 Smith Chart 0 +R+jX-jX復(fù) 數(shù) 阻 抗 平 面 ， 無 法表 示 開 路 .-90o 0o180 o+- .2 .4 .6 .8 1.090 o0 Z = Z oL= 0G Constant XConstant RSmith chartGLZ = 0 = 18180 O1(short) Z = L= 0

8、 O1G (open) 極 坐 標 平 面復(fù) 數(shù) 阻 抗 平 面 的 正 實 部部 分 映 射 到 極 坐 標 顯 示上 ， 得 史 密 斯 圓 圖 。 所有 電 抗 值 和 正 電 阻 值 均在 外 圓 內(nèi) 能 讀 反 射 系 數(shù) ， 但 不 能 直 接 顯 示 讀 取 阻 抗 值分 析 l網(wǎng) 絡(luò) 分 析 ： 是 通 過 測 量 網(wǎng) 絡(luò) 輸 入 端 和 輸 出 端 對 頻 率 掃 描 和 功率 掃 描 測 試 信 號 的 幅 度 與 相 位 的 影 響 ， 來 精 確 表 征 線性 系 統(tǒng) 特 性 的 一 種 方 法 。l網(wǎng) 絡(luò) 分 析 儀 ： 網(wǎng) 絡(luò) 分 析 儀 能 精 確 地 測 量 入

9、 射 波 、 反 射 波 、 傳 輸 波中 的 幅 度 和 相 位 信 息 ， 通 過 比 值 測 量 法 定 量 描 述 被 測器 件 的 反 射 和 傳 輸 特 性 。 比 值 測 量 法 可 以 使 我 們 在 進 行 反 射 和 傳 輸 測 量 時 不會 受 到 絕 對 功 率 和 源 功 率 隨 頻 率 變 化 產(chǎn) 生 的 影 響 。 l檢 查 復(fù) 雜 RF系 統(tǒng) 各 個 組 件 特 性l確 保 傳 輸 信 號 無 失 真 線 性 失 真 ： 幅 度 、 恒 定 群 延 時 非 線 性 失 真 ： 諧 波 、 互 調(diào) 、 壓 縮l確 保 良 好 匹 配 ， 功 率 最 大 傳 輸l網(wǎng)

10、 絡(luò) 分 析 儀 測 試 應(yīng) 用 ： 無 源 ： 雙 工 器 、 功 分 器 、 耦 合 器 、 合 路 器 、濾 波 器 、 隔 離 器 、 環(huán) 行 器 、 衰 減 器 、 天 線 、 適 配 器 、電 纜 、 波 導(dǎo) 、 傳 輸 線 等 有 源 ： 放 大 器 、 混 頻 器 、 取 樣 器 等 矢 網(wǎng) (Vector network)： 能 測 量 和 顯 示 電 氣網(wǎng) 絡(luò) 和 整 體 幅 度 和 相 位 特 性 。 包 括 ： S參數(shù) 、 幅 度 和 相 位 、 駐 波 比 、 插 入 損 耗 /增益 、 群 延 時 、 回 波 損 耗 、 復(fù) 數(shù) 阻 抗 等標 網(wǎng) (Scalar n

11、etwork) ： 只 能 測 量 S參 數(shù) 的 幅度 部 分 ， 測 量 結(jié) 果 包 括 ： 傳 輸 損 耗 /增 益 、回 波 損 耗 和 駐 波 比 、 反 向 隔 離 度 等 S 11 = ReflectedIncident = b1a1 a2=0S 21 = TransmittedIncident = b2a1 a2=0 S 22 = ReflectedIncident = b2a2 a1=0S 12 = TransmittedIncident = b1a2 a1=0Incident TransmittedS 21S11Reflectedb1a1 b2 Z0Loada2=0DUTFo

12、rward IncidentTransmitted S1 2 S22Reflected b2a2ba1=0 DUTZ0Load Reverse1Z0為 系 統(tǒng) 特 性 阻 抗 ， 設(shè) 置 ： CAL more CAL System Z0 Port 1 Port 2 測 量 系 統(tǒng) 存 在 誤 差 ：l系 統(tǒng) 誤 差 ： 是 由 測 試 設(shè) 備 和 測 量 裝 置 的 不 完 善 所 引 起l隨 機 誤 差 ： 以 隨 機 方 式 隨 時 間 而 變 ， 不 可 通 過 校 準 來消 除 。 主 要 影 響 ： 噪 聲 、 開 關(guān) 重 復(fù) 性 、 連 接 重復(fù) 性 。l漂 移 誤 差 ： 頻 率

13、 漂 移 、 溫 度 漂 移 系 統(tǒng) 誤 差 為 主 要 誤 差 ， 可 通 過 校 準 消 除 。存 在 6種 類 型 12個 誤 差 項 ：l與 信 號 泄 漏 有 關(guān) 的 方 向 誤 差 和 串 擾 誤 差l與 反 射 有 關(guān) 的 源 失 匹 配 和 負 載 阻 抗 失 配 ；l由 反 射 和 傳 輸 跟 蹤 引 起 的 頻 率 響 應(yīng) 誤 差 網(wǎng) 絡(luò) 分 析 儀 的 測 量 準 確 度 受 外 部 因 素 的 影 響較 大 。 誤 差 修 正 是 提 高 測 量 準 確 度 的 過 程 。 誤 差 修 正 是 對 已 知 校 準 標 準 進 行 測 量 ， 將 這些 測 量 結(jié) 果 貯

14、 存 到 分 析 儀 的 存 儲 器 內(nèi) ， 利 用 這 些數(shù) 據(jù) 來 計 算 誤 差 模 型 。 然 后 ， 利 用 誤 差 模 型 從 后續(xù) 測 量 中 去 除 系 統(tǒng) 誤 差 的 影 響 。 l 誤 差 修 正 只 對 特 定 的 激 勵 狀 態(tài) 有 效 。l 當 更 改 儀 器 的 以 下 設(shè) 置 ， 將 使 誤 差 修 正 無效 或 降 低 ： 頻 率 范 圍 、 系 統(tǒng) 帶 寬 、 輸 出 功 率 、 掃 描 點數(shù) 、 掃 描 類 型 、 掃 描 時 間l 誤 差 修 正 有 效 判 斷 ： C 或 C？ 或 Cor或 Cor? 單 端 口 校 準 ： 單 端 口 校 準 能 測

15、量 并 消 除 反射 測 量 中 的 三 項 系 統(tǒng) 誤 差 （ 方 向 性 、 源 匹配 、 頻 率 響 應(yīng) ） ： 反 射 特 性 校 準 （ 常 用 校 準 件 ： 開 路 、 短 路 、 負 載 ） 傳 輸 特 性 校 準 （ 常 用 校 準 件 ： 直 通 連 接 器 ）l 雙 端 口 校 準 ： 能 消 除 所 有 主 要 的 系 統(tǒng) 誤 差源 l傳 輸 特 性 測 量 S21參 數(shù) 或 S12參 數(shù) ,如 測 量 插 損 、 傳 輸 時 延l反 射 特 性 測 量 S11參 數(shù) 或 S22參 數(shù) ， 如 測 量 駐 波 比 、 回 波 損 耗l單 端 口 校 準 反 射 誤 差

16、修 正 、 傳 輸 誤 差 修 正l雙 端 口 校 準 反 射 誤 差 修 正 +傳 輸 誤 差 修 正 l連 接 電 纜 ， 確 定 校 準 面 （ 與 待 測 試 面 保 持 一 致 ）lPreset-設(shè) 置 頻 率 范 圍 （ center、 span） -設(shè) 置 源 功 率 大 小 （ menu-power-0dBm-source on/off） -設(shè) 置 測 量 參 數(shù) （ 測 量 點 數(shù) 、 中 頻 帶 寬 ）lChan 1-S11（ 或 S22） -Cal-Cal Kit-Select Cal Kit-Calibration menu-S11 (或 S22) 1-Port -連

17、接 Open、 Short、 Load于 Port 1(或 Port 2)端 口 -Done 1-Port Cal-出 現(xiàn) CorlChan 2-S21（ 或 S12） -Cal-Calibration menu-response -使 用 直 通 頭連 接 -Thru -出 現(xiàn) CorlDisplay dual-dual chan onl連 接 待 測 品lScale-顯 示 刻 度 -顯 示 位 置 lMarke 讀 數(shù) -marke search -search Maxl輸 出 測 量 結(jié) 果 Copy-Print monochrome 1、 儀 器 通 電 前 檢 查 及 要 求 l儀

18、 器 交 流 供 電 的 電 源 線 使 用 三 芯 電 源 線 ，并 檢 查 儀 器 后 面 板 電 源 轉(zhuǎn) 換 開 關(guān) 是 否 置 于230V檔 l確 保 儀 器 良 好 接 地 l操 作 人 員 佩 帶 防 靜 電 腕 帶 ， 身 著 防 靜 電服 l接 打 印 機 l傳 輸 特 性 檢 查 ： 將 網(wǎng) 絡(luò) 分 析 儀 復(fù) 位 后 ， 用 用 一 根 低 損 耗 的 電 纜將 儀 器 二 端 口 連 接 ， 網(wǎng) 絡(luò) 分 析 儀 設(shè) 置 為 S21參 數(shù)（ 或 S12參 數(shù) ） 測 量 ， 頻 率 為 全 頻 段 ， 源 電 平 輸 出0dBm， 測 試 其 在 全 頻 段 范 圍 內(nèi) 傳

19、 輸 損 耗 值 ， 若 其損 耗 值 1dB， 則 儀 器 傳 輸 特 性 正 常 （ 注 不 可 直通 校 準 ,無 C或 Cor標 識 ） 解 釋 ： 傳 輸 系 數(shù) 1， 插 損 0 l反 射 特 性 檢 查 ： 網(wǎng) 絡(luò) 分 析 儀 設(shè) 置 為 S11參 數(shù) （ 或 S22參 數(shù) ） 測 量 ，頻 率 為 10MHz3000MHz， 源 電 平 輸 出 0dBm。 在 儀 器Port 1口 （ 或 Port 2口 ） 接 一 標 準 負 載 測 試 其 回 波 損 耗 ，若 回 波 損 耗 -30dB， 則 儀 器 反 射 特 性 正 常 ； 或 將 儀 器Port 1口 （ 或 Po

20、rt 2口 ） 空 接 ， 觀 察 其 回 波 損 耗 值 （ 開路 、 反 射 系 數(shù) 為 1） ， 若 回 波 損 耗 在 1dB范 圍 內(nèi) ， 則儀 器 反 射 特 性 正 常 解 釋 ： 反 射 系 數(shù) 1， 回 波 損 耗 0 l 若 網(wǎng) 絡(luò) 分 析 儀 的 傳 輸 特 性 和 反 射 特 性 的檢 查 均 正 常 ， 需 在 日 校 驗 記 錄 或 日 維 護 卡 上記 錄 ， 然 后 使 用 ；l 若 檢 查 發(fā) 現(xiàn) 異 常 ， 立 即 通 知 本 部 門 儀 器管 理 人 員 和 質(zhì) 管 部 儀 校 室 人 員 對 儀 器 進 行 檢查 分 析 ， 并 停 止 使 用 儀 器

21、。 3、 校 準 件 及 配 件 檢 查 網(wǎng) 絡(luò) 分 析 儀 的 測 試 準 確 度 受 外 界 因 素 影響 較 大 ， 在 測 試 前 需 要 對 校 準 套 件 、 測 試電 纜 、 接 頭 、 連 接 器 等 進 行 檢 查 。 檢 查 對 象 主 要 為 校 準 負 載 和 測 試 電 纜 ?？?直 接 接 于 網(wǎng) 絡(luò) 分 析 儀 的 端 口 對 其 進 行 測試 ， 或 使 用 Smith圓 圖 進 行 性 能 檢 查 。 l為 防 止 雙 工 產(chǎn) 品 反 向 信 號 對 網(wǎng) 絡(luò) 分 析 儀 造成 損 壞 ， 必 須 在 測 試 雙 工 產(chǎn) 品 上 行 支 路 駐 波比 時 斷 開

22、 其 下 行 電 纜 ， 測 試 下 行 支 路 駐 波 比時 斷 開 其 上 行 電 纜 （ 在 測 試 前 斷 開 雙 工 器 上電 纜 ） ； l在 測 試 低 噪 放 或 其 它 模 塊 產(chǎn) 品 的 駐 波 比 時 ，必 須 先 將 輸 出 端 接 上 負 載 進 行 屏 蔽 (并 匹 配 )，以 防 信 號 串 撓 或 泄 露 造 成 產(chǎn) 品 自 激 。 當 測 試產(chǎn) 品 輸 出 功 率 超 過 5W時 ， 需 在 輸 出 端 接 一大 功 率 衰 減 器 ， 并 串 接 負 載 。 l當 測 試 時 延 時 ， 需 在 網(wǎng) 絡(luò) 分 析 儀 的 輸 入 口和 輸 出 口 均 需 串

23、接 合 適 的 衰 減 器 （ 衰 減 器 對時 延 影 響 非 常 小 ， 只 有 幾 納 秒 。 例 如 測 試ALC功 率 為 40dBm的 產(chǎn) 品 ， 可 在 儀 器 Port1和Port 2口 分 別 串 接 1個 40dB的 衰 減 器 ） 。l在 將 待 測 產(chǎn) 品 與 儀 器 連 接 之 前 ， 先 將 待 測產(chǎn) 品 可 靠 接 地 。 l選 擇 測 量 S參 數(shù) 、 對 應(yīng) 測 量 通 道 ；l先 設(shè) 置 儀 器 頻 率 范 圍 、 源 功 率 大 小 、 系 統(tǒng) 中 頻 帶寬 、 掃 描 點 數(shù) 和 掃 描 類 型 ；l設(shè) 置 系 統(tǒng) 阻 抗 為 50歐 ， 測 試 面 與

24、 校 準 面 保 持 一 致 ；l然 后 再 使 用 標 準 的 校 準 件 對 網(wǎng) 絡(luò) 分 析 儀 進 行 校 準 ，若 在 儀 器 校 準 后 更 改 上 述 參 數(shù) ， 則 校 準 無 效 ， 需重 新 進 行 校 準 ；l在 產(chǎn) 品 測 試 過 程 中 出 現(xiàn) 異 常 ， 應(yīng) 立 即 停 止 使 用 儀器 ， 并 通 知 相 關(guān) 人 員 進 行 檢 查 處 理 。 l Maker 讀 數(shù) /限 制 線 判 定l SAVE/Hard Copyl 打 印例 ： 8714ET測 試 圖 形 存 盤 : Hard copy-select copy port-file gif或 file pcx

25、 -select -prior menu-start 8753D測 試 圖 形 存 盤 l儀 器 對 靜 電 很 敏 感 ， 操 作 人 員 必 須 佩 帶防 靜 電 手 腕 ， 身 著 防 靜 電 服 l儀 器 要 良 好 接 地 ； 待 測 產(chǎn) 品 在 連 接 前 良好 接 地 ；l注 意 對 校 準 件 及 連 接 接 頭 的 維 護 （ 使 用正 確 連 接 方 法 及 清 潔 、 檢 查 ） ， 以 免 引 入測 試 誤 差 l儀 器 四 周 ， 特 別 是 散 熱 口 與 其 它 物 體 須保 持 10cm距 離 來 散 熱 l為 了 保 證 儀 器 測 量 準 確 度 ， 不 接

26、 入 待 測 產(chǎn)品 ， 在 使 用 前 預(yù) 熱 半 小 時 以 上l在 將 網(wǎng) 絡(luò) 分 析 儀 與 待 測 產(chǎn) 品 連 接 時 ， 保 證先 將 待 測 產(chǎn) 品 接 地 ， 再 接 電 源 線 及 連 接 ；在 產(chǎn) 品 測 試 完 成 后 ， 先 將 儀 器 與 待 測 品 連接 斷 開 ， 再 斷 開 電 源 連 接 ， 然 后 將 地 線 與待 測 品 連 接 斷 開 操 作 注 意 事 項 （ 續(xù) ）l為 防 止 雙 工 產(chǎn) 品 反 向 信 號 對 網(wǎng) 絡(luò) 分 析 儀 造 成 損 壞 ，在 測 試 雙 工 產(chǎn) 品 上 行 支 路 駐 波 比 時 必 須 斷 開 其 下 行電 纜 （ 斷

27、開 測 試 口 最 近 的 雙 工 器 TX連 接 電 纜 ） ，測 試 下 行 支 路 駐 波 比 時 必 須 斷 開 其 上 行 電 纜 （ 斷 開測 試 口 最 近 的 雙 工 器 RX連 接 電 纜 ） 。 且 在 測 試 前斷 開 ， 并 接 一 負 載 屏 蔽 、 匹 配 ；l測 試 高 增 益 的 整 機 產(chǎn) 品 駐 波 比 ， 一 般 網(wǎng) 絡(luò) 分 析 儀源 輸 出 功 率 置 為 -30dBm， 既 可 滿 足 要 求 （ 因 低 噪放 為 主 要 影 響 ） ， 又 不 影 響 靈 敏 度 。 l當 測 試 時 延 時 ， 需 在 網(wǎng) 絡(luò) 分 析 儀 的 輸 入 口 和 輸出

28、 口 均 需 串 接 合 適 的 衰 減 器 （ 衰 減 器 對 時 延 影 響非 常 小 ， 只 有 幾 納 秒 .例 如 ： 在 測 試 最 大 輸 出 功率 為 40dBm的 產(chǎn) 品 時 ， 可 儀 器 Port 1與 Port 2口 分別 串 接 40dB的 衰 減 器 。l 當 測 試 雙 工 產(chǎn) 品 的 選 擇 性 或 帶 外 抑 制 、 增 益 等使 用 S21或 S12參 數(shù) 進 行 測 試 時 ， 儀 器 輸 入 輸 出均 需 接 合 適 的 衰 減 器 。操 作 注 意 事 項 （ 續(xù) ） 操 作 注 意 事 項 （ 續(xù) ）l更 改 頻 率 范 圍 、 掃 描 點 數(shù) 、

29、輸 出 功 率 、 中頻 帶 寬 等 均 會 使 用 校 準 無 效 或 降 低 誤 差 修 正l校 準 狀 態(tài) 確 認 ； Corl校 準 面 與 測 試 面 保 持 一 致 ， 系 統(tǒng) 阻 抗 50歐l測 試 反 射 特 性 時 不 可 接 隔 離 器 l若 需 使 用 GPIB接 口 或 打 印 機 并 口 ， 須 在 儀 器開 機 之 前 接 上 GPIB電 纜 或 打 印 機 ， 不 可 帶 電插 拔 GPIB電 纜 或 打 印 機 電 纜 l若 儀 器 端 口 為 APC-7接 頭 ， 須 將 外 接 APC-7接 頭 外 導(dǎo) 體 與 儀 器 端 口 APC-7接 頭 相 連 旋

30、緊 ，并 保 持 儀 器 端 口 APC-7接 頭 外 導(dǎo) 體 松 弛 ， 否 則導(dǎo) 致 APC-7接 頭 損 壞 或 連 接 松 l在 焊 接 元 器 件 、 調(diào) 試 產(chǎn) 品 時 ， 須 將 產(chǎn) 品 斷電 ， 并 將 儀 器 與 待 測 產(chǎn) 品 斷 開 連 接 ；l當 發(fā) 現(xiàn) 待 測 產(chǎn) 品 出 現(xiàn) 自 激 時 ， 應(yīng) 馬 上 給 產(chǎn)品 斷 電 ， 將 儀 器 與 產(chǎn) 品 連 接 斷 開 ， 并 檢 查 儀器 性 能 好 壞 ， 當 排 除 自 激 后 ， 才 可 再 將 儀 器接 入 測 試 ； l要 網(wǎng) 絡(luò) 分 析 儀 使 用 前 后 均 需 檢 查 儀 器 狀 態(tài)檢 查 （ 儀 器 所 有 S參 數(shù) ） ， 并 作 記 錄 ；