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》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、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１　DUT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

2、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

3、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3～6G

4、HzYIG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。◆测试装置：由定向耦合器和开关构成，用于分离反射信号和入射信号。◆接收机：由取样／混频器、中频处理和数字信号处理等部分组成，用于信号的下变频及中频数字信号处理。◆显示：由图形处理器、高亮度LCD显示器、逆变器组成，用于字符和图形的高亮度、高速显示。3.优化测量结果3.1校准连接器件的精心选择要获得正确的测量结果，校准件（负载、开路、短路）、适配器（双阳、双阴、阴样）、连接器及测量连接电缆等都必须保持其优良的性能，即上述校准连接器件的反

5、射要比被测样品的反射小的多（即回波损耗大10dB，至少也得大6dB）。举例来说：如果被测样品的回波损耗要求大于20dB，则校准连接器件的回波损耗则要大于30dB，至少也要大于26dB，即反射至少小一倍。3.2如何精确测量较大电缆的衰减（损耗）具有较大长度（电延迟）的电缆，它们在测量时需注意一些特别的问题。长电缆的测量要选择正确的扫描时间，否则会使测量结果产生误差。在较快的扫描速度下，矢量网络分析的幅度响应会下降或看起来失真，表现为电缆比它实际的损耗大得多，只有在较慢的、合适的扫描速度下，测量结果才会正确。本节

6、描述了导致这种情况的原因及如何精确测量较长电缆的衰减。当用矢量网络分析测量长电缆时，由于矢量网络分析扫描时频率随时间改变，因此，电缆的延迟在矢量网络分析的输入和输出信号之间将导致频率的漂移。频率漂移ΔF等于扫描速度和时间延迟的乘积：ΔF=dF/dt×ΔT在矢量网络分析接收机里，测试和输入信号参考因为ΔF而在频率上不同。因为测试信号频率与接收机频率有不同，矢量网络分析将在测量幅度和相位时出现误差。矢量网络分析扫描速度越快，ΔF越大，测试通道产生的误差也越大。要减小这些误差，必须减小频率漂移ΔF。ΔF可通过下列方

7、法减小：●降低扫描速度通过加大矢量网络分析扫描时间，能降低扫描速度；对于相同的频段，通过增加扫描点数，同样可以降低扫描速度。●减小时间延迟(ΔT)由于ΔT是被测电缆自身特性，所以它不能像字面意义上那样被减小。可是，能被减小的是R通道和B通道之间时间延迟之差。这些时间可以通过加一条长电缆给R通道来补偿，此电缆与待测电缆有着差不多相同的延迟。电缆的这个长度能被插入R通道输入和输出连接器之间，连接器位于矢量网络分析的前面板上。这条电缆延迟必须小于5微秒。除了减少频率漂移提高测量精度外，减小系统的中频带宽（IFBW）

8、可以减小系统躁声，从而达到提高测量精度和动态范围的目的。3.3如何精确测量较大电缆的回波损耗（驻波）当测量大长度（如大于100米）电缆的回波损耗时，由于沿电缆长度方向上的反射随机地叠加（矢量叠加），回波损耗曲线表现为有很多尖锐的反射峰，反射峰的宽度很窄，如果测量取样点数不够多，反射峰被遗漏的概率很大，造成结果偏好的假象。增加测量点数可将回波损耗的峰值真正捕捉到，从而达到提高测量长电缆回波损耗（驻波）