现代电子测量理论及应用第六章网络分析

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1、第六章网络分析■网络测量分为两类：通过网络的传输能量、在网络输入或输出端口的反射能量。■对双端口网络的全部分析需要采用多通道网络分析仪和S参量测试装置。■简单的测量，例如单一的传输参数测量，可以不用复杂的设备。§6-1基本的网络测量双口网络的传输参数测量方法：对一个端口施加信号、在另一端口测量其响应，如图6-1所示。将信号源接到网络的输入端，在网络的输出端测量其响应，即可测出网络的正向传输特性；激励网络的输出端，在输入端测量其响应，则可测出网络的反向传输特性；图6-1双口网络中的传输和反射测量网络输入端反射的测量方法：●将信号施加在该输入端口并测量输入端反射的行波

2、；●输出端反射的测量方法与此类似。§6-2示波器和扫描发生器利用示波器和扫描发生器可以实现简单的标量网络分析，如图6-2所示。这种测量适合传递函数的幅值（不是相位）的传输测量。图6-2利用示波器和扫描发生器实现基本的传输测量▲X（水平）输入发生器的扫描电压，发生器的扫描电压正比于发生器的频率；▲Y（垂直）输入是被测器件的输出；▲当发生器扫描时，被测器件的输出便在示波器的显示屏上显示出来；▲扫描发生器的标记输出可用于在示波器显示屏上进行精确地鉴别频率；▲将这些标记输出信号加到示波器的亮度（Z轴）输入，当标记频率扫过时，示波器的亮度发生变化。具体：示波器工作在X-Y（

3、通道对通道）方式这种方法的特点：▲要求扫描发生器的输出在频率变化时保持不变，扫描发生器输出平坦度不理想将产生测量误差；▲缺点：示波器的线性显示具有有限的动态范围；§6-3带扫描发生器的频谱分析仪频谱分析仪具有“最大保持”的功能，使显示保持在每个频率的最大测量值上。与扫描发生器配合使用，可以进行标量传输测量，如图6-3所示。图6-3利用扫描发生器和频谱分析仪进行传输测量具体方法：●将扫描发生器和频谱分析仪调节到扫描所关心的频率范围；●频谱分析仪置于最大保持方式，随着扫描发生器对被测器件的激励，频谱分析仪测量该器件的输出，频谱仪逐渐积累起该器件的全部响应。发生器和分析

4、仪的扫描时间可能互相影响，使测量变慢：●最坏情况出现在分析仪和发生器以近似相同的速度扫描，在频率上又有一偏离，这样便不能同时处于相同的频率。●解决方法：使一台仪器（通常是分析仪）扫描速度非常快，另一台慢扫描。只需较快仪器的几次扫描就可在分析仪的显示屏上产生有用的图形。这种方法的精度受发生器幅度平坦度的限制，解决方法：●如频谱分析仪具有存储和相减功能，便可测量这个平坦度，并从测量结果中校准掉。首先，去掉被测器件（DUT），将发生器直接接到频谱仪上，测量发生器的幅度响应并将它存储起来；重新接上DUT，将频仪置于相减功能，从测量到的DUT响应中减去发生器的响应；●当然，

5、测量结果中仍存在由于频谱仪所产生的误差；如果扫描发生器和频谱分析仪的扫描是同步的，则测量可在一次扫描中完成，最大保持没有必要。当频谱分析仪具有外触发：●可由发生器的触发信号驱动；●或两台仪器同时接受外部信号的触发；●由于触发信号和扫描开始之间的时差和两台仪器扫描速率的不同，两台仪器同步通常困难；这种方法在被测器件的输入与输出频率范围不同的场合特别有用。●多数网络分析仪采用与输入端相同的频率测量其输出。●常规的网络分析仪可能不能测量诸如混频器之类的频率转换器件的传输特性。§6-4带跟踪发生器的频谱分析仪发生器与分析仪扫描同步问题：可以通过将发生器设计为频谱分析仪的一

6、部分的方法加以解决，如图6-4所示。●跟踪发生器：发生器跟踪分析仪接收机的频率；●这种结合基本上组成了一种简单的可以进行传输幅值测量的网络分析仪；发生器的信号平坦度仍然是测量中的误差源，通过测量并从DUT响应中扣除的方法，能将它校准掉。图6-4用带有跟踪发生器的频谱分析仪进行基本的网络测量§6-5比值法网络分析仪一般拥有匹配增益和相位特性接近的多个接收机通道，图6-5a给出一种典型的双通道网络分析仪。●发生器（或源）接到一双路功率分配器上，功分器一路输出直接连接到分析仪的参考通道R通道，一路输出接DUT，DUT的输出端与分析仪的A通道相连，网络分析仪利用分开的源信

7、号来校正源的不理想的频率响应。●网络分析仪在配置上以A通道显示DUT的响应，但要用参考通道所呈现的信号去修正，以便从测量中去掉源的不平坦度的影响。图6-5(a)多通道网络分析仪和功率分配器实现比值测量当进行比值测量时，功率分配器总是选用双电阻型功分器，图6-5b给出了接到双电阻功分器的Z0源。考虑VREF为一虚拟电压源，端口A、B都通过Z0阻抗看到VREF，即两个端口总是接收到相同的入射电压。VREF和入射电压可能随频率而变化，但这一效应由于对两通道的信号取比值而被消除。图6-5(b)多通道网络分析仪和功率分配器实现比值测量§6-6定向耦合器■定向电桥或定向耦合器

8、能检测沿传