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发布时间:2020-06-30 08:55:12
天津国电仪讯科技有限公司是一家以给客户提供综合测试技术服务和***T工程相关配套设施服务的电子科技公司,业务涵盖精密电子测试仪器的维修,校准,租赁,销售,回购以及系统集成方案设计等。
网络分析仪的原理
网络有很多种定义,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,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,这就好比光源发出的光射向某种光学器件,例如透镜。其中,透镜就类似于一个电子网络。根据透镜的属性,一部分光将反射回光源,而另一部分光被传输过去。扫描速度一般是201点扫描时的***快速度,越快当然测量效率越高。根据能量守恒定律,被反射的信号和传输信号的能量总和等于原信号或入射信号的能量。在这个例子中,由于热量产生的损耗通常是微不足道的,所以忽略不计。
网络分析仪主要由信号源、信号分离装置、接收机和处理显示单元组成,下面我们做详细的说明。
(1) 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的合成信号源,可以提供多种信号输出。
(2) 测试装置:一般是由定向耦合器和开关构成,其作用是分离反射信号和入射信号,从而进行初期的信号分离和预处理。
(3) 信号接收机:测试装置预处理的信号经过处理之后的再次处理,其作用是对用于信号的下变频及中频数字信号处理,供输出使用或者显示比对,接收机主要是由取样/混频器、中频处理和数字信号处理等部分组成。
(4) 显示器:起作用是直观的可以看出显示输出或者信号比对等,用于字符和图形的高亮度、高速显示,主要有由图形处理器、高亮LCD显示器、逆变器等部分组成。
矢量网络分析仪(矢网),作为微波领域常用且重要的仪器,已广泛配置于各大研究所、高校甚至课题组。但是,其应用价值及测试精度却很少被开发出来。
以我课题组为例,配有三台高配置四端口矢网(24GHz、40GHz和67GHz),还有扩频模块,从90扩频只1100GHz。可以说,这一套设备,配上少少许配件,即可完成微波甚至太赫兹领域的无源和有源测试。为什么这么说,因为频谱仪、信号源和噪声系数分析仪甚至示波器都可以用矢网代替。如果DUT为差分电缆,每个电缆对焊接两对50Ω同轴接头,每对接头外壳导体互联,并连接DUT屏蔽层。但是,我课题组50人,会使用或者说会去研究使用的也就2-3人而已。
作为一名仪器爱好者,在这么好仪器环境下,根本无法按捺住心中的激动,更是按捺不住经过的双手。可以说,我把仪器使用打了一个通关。感悟颇多!但是,文章总要有一个主线,为此,本文着重讲述三中类型矢网的区别。
矢网主要供应商有三家,罗德与施瓦茨、是德科技(原安捷伦)和41所。有幸借到两家公司矢网,与本课题组的矢网同测一个功率放大器,发现结论:小信号参数基本一致,非线性结果各有差异,尤其在互调测试上,差别可达到2倍。
以上结果,不免让我有一个想法:如果,一个收发机系统需要的指标是A,而测试结果确实优于A,但是由于测试仪器,导致实际情况劣于指标。这个时候,收发机系统可能不会工作。因此,我提议,一定要针对仪器定指标。该指标是某个仪器测试结果指标,否则无限。因为,一定要用已知电路甚至系统,定标仪器。优化干扰接收接收信号的设备的‘抵抗力’也会决定干扰***后的作用。然后才能用于测试。否则,测试结果无限。
网络分析仪可以快速得知数字电子仪器网络的复数散射参数,已经成为了电气自动化等领域必备的分析仪器。大家从上面的公式可以看出:一般接收机的动态范围会大于系统动态范围。分为标量与矢量两种,当前的制造行业矢量网络分析仪的作用巨大,可以快速地通过扫频手段探查出电路中各散射参数的幅度、相位频率特性,网络分析仪除简单快速的数值探测外,还具备以下三大特点:
特点一,信号源与接受器一体
不论是矢量还是标量网络分析仪,在目前的电子工业化的发展进程都具备着,信号发射、测量传输与分析反射幅度和相位信息的工作同时性。通俗来说,在网络分析仪内部有自己的信号源,也有自己的接收机,其特殊功能大大超越一个信号源和一台频谱仪的简单组合。
特点二,线性参数的准确测量
由于同频扫描的原理,目前标准的网络分析仪往往可以准确地测量线性参数。即当用户使用矢量网络分析仪品牌产品时,通过发出特定的激励信号,接收测量激励信号在信每一频率点上幅度和相位,经过线性算法可以得到网络的具体参数,线性参数对于电子元件的日常维护具有相当大的参考性。能进行扫频幅度和相位测量的网络分析仪是建立在8405型矢量电压表基础上的8407型射频网络分析仪。
特点三,差分器件的广泛应用
目前随着新技术手段的深入应用,差分拓扑的器件在网络分析仪上获得了广泛应用,使其具备了信号源、被测件、测量通道和校准的四端口接受测量的功能。网络分析仪在通过逻辑上差分,与混合测量参数可以自动进行误差修正。
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