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1、电子工程师测控技术与设备Vol.27No.52001矢量网络分析仪的原理及故障检修TheOperationPrincipleandTroubleshootingofVectorNetworkAnalyzer南京电子研究所电子仪器室(南京210013)沈文娟【摘要】介绍了微波矢量网络分析仪(HP8720C)的工作原理和电路特点,并讲述了几个典型的故障检修实例。关键词:矢量网络分析仪,原理,检修【Abstract】ThepaperdescribestheoperationprincipleofHP8720CVectorNetw
2、orkAnalyzerandcharacteristicsofit'scurcuits.Italsodiscussessometypicaltroubleshootingexamplesaboutthevectornetworkanalyzer.Keywords:vectornetworkanalyzer,principle,troubleshooting位关系的测量,变频还有利于在很宽频带内实现连1引言续和步进扫频测量,以显示出被测网络的各种参数现代微波技术要求在微波电路的设计和计算中随频率变化的情况。下面以HP公司的HP
3、8720C为必须准确快速地测量所设计和生产的微波器件及微例,分析其各部分的工作原理及有关特点。波网络的各项参数指标,如S参数、驻波比、阻抗、导2.1合成扫频源部分纳和正反向传输损耗等。目前,集合成源、测试装置、矢量网络分析仪为一体的测试系统,已成为必不可少的测量仪器,它与分体式矢网相比,体积小,便于现场测试,并且减少了许多外部连接电缆,提高了仪器的可靠性,从而得到了广泛的应用。图2合成扫频信号源的原理框图合成扫频信号源的原理框图如图2所示,它主要由参考信号、合成基波发生器和微波合成扫频信号发生器YIG等组成。参考信号由频率稳
4、定度极高图1矢量网络分析仪原理框图的石英晶体振荡器产生,并由此频率再产生不同频2矢量网络分析仪的工作原理率的信号去分别同步基波发生器及合成扫频发生器等,使它们所产生的工作频率保持同晶振一样的准微波矢量网络分析仪主要由合成扫源(激励确度和稳定度,达到仪器所满足的频率指标。基波发源)、测试装置(信号分离部分)、接收部分、微处理器生器产生频率为60～240MHz的N分数合成基波四大部分组成,原理框图如图1所示。其基本工作原信号,驱动阶跃二极管产生梳状的采样脉冲,由于梳理是:先将激励源的信号分成二路,一路作为参考状的采样脉冲具有非常
5、丰富的谐波,而且采样脉冲信号R,另一路经过衰减送入测试端口作为被测网的谐波幅度与基波幅度一样,其可用谐波的上限达络的激励源,并通过定向耦合器取出,经过被测网络几十GHz。用它来作为网络分析仪接收部分的第一的反射信号A和传输信号B后作为测试信号,再用本振源,这样就使扫频信号源在扫频全程中中频幅采样变频法将该两路微波信号中所包含的幅度和相度保持不变,从而达到在变频中信号的幅度和相位位信息线性地转移到中频或低频上,进行幅度和相收稿日期:2001—03—09·51·沈文娟:矢量网络分析仪的原理及故障检修信息保持不变的目的。微波扫频
6、振荡器用YIG接收部分的框图如图4所示。由信号分离电路(Yttrium-iron-garnet)作振荡源,YIG首先产生一来的R、A、B信号分别通过各自的采样器(第一混个2.25GHz～20GHz的信号,然后再经下变频器产频器)与第一本振(采样脉冲)相混频后变为第一中生一个0.50GHz～2.25GHz的信号,使信号源达到频(10MHz),第一中频的计算公式为IF=N×了0.50GHz～20GHz的全程信号;该YIG的频率VCO—fs,式中VCO是频率为60MHz～240MHz是由接收部分参考通道R的第一中频信号,取出一的基
7、波,N为其谐波,fs为被测射频信号。经中频滤反馈与参考信号在鉴相器里比较后输出一个直流误波器滤波,再与第二本振(9.996MHz)相混频后产差电压来修正其振荡频率而达到锁相的目的。目前,生第二中频(4kHz)的最终中频,该中频信号经程控合成扫频源都采用YIG作振荡源,因为其振荡频率多路开关在ADC电路分离出被测信号的幅度和相与它的驱动电流能保持很好的线性关系,即它能保位信息,由于R通道的信号是被源锁相的,A、B通证扫频时频率保持良好的线性关系,并用内部计算道的信号相对再经微处理器处理后,最终在显示器机来设定信号源每步频率,将
8、振荡器频率设定为应(CRT)上显示出所测量的信号来。这样就利用较窄有的准确数值,在锁相环保持中频为恒定值的同时的接收波段和带通滤波器,有效提高了测量灵敏度,便自然地保证了扫频源每步频率等于指定值,其重降低了噪声电平,同时也增加了测量的动态范围。复性优于100Hz,从而使扫频源的稳定度和分辨
