矢量网络分析仪介绍幻灯片.ppt

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1、矢量网络分析仪介绍第1页，共17页，编辑于2022年，星期一高频信号的特性传输信号参考信号传输传输增益/损耗S-参数S21,S12群时延传输系数插入相位 反射信号参考信号反射反射SWRS-参数S11,S22反射系数阻抗,导纳R+jX,G+jB 回波损耗 G,rT,t参考信号反射信号传输信号RBAAR=BR=第2页，共17页，编辑于2022年，星期一反射参数 dB无反射无反射(ZL=Zo)r rRLVSWR01全反射全反射(ZL=open,short)0 dB1=ZL-ZOZL+OZ反射系数反射系数=VreflectedVincident=rFG=rG回波损耗回波损耗=-20 log(r),电压

2、驻波比电压驻波比VSWR =EmaxEmin=1+r1-rEmaxEmin第3页，共17页，编辑于2022年，星期一传输参数VTransmittedVIncident传输系数 =T=VTransmittedVIncident=tfDUT增益 (dB)=20 Log VTrans VInc =20 log t插入损耗(dB)=-20 Log VTrans VInc =-20 log t第4页，共17页，编辑于2022年，星期一线形特性/非线形特性的表征线形特性线形特性:输入和输出的频率相同，不会产生其它频率的信号输出信号较输入信号只可能在幅度和相位上改变Frequencyf1TimeSin 36

3、0o*f*tFrequencyA 相位漂移=to*360o*f1fDUTTimeAto A*Sin 360o*f(t-to)输入输入输出输出Time非线形特性非线形特性:输出的信号可能发生频率的改变（如混频器）可能其它频率附加信号（如谐波、互调产物）Frequencyf1第5页，共17页，编辑于2022年，星期一群时延初始相位弧度/秒度f Hz (w=2 p f)fwf群时延(t )g=-d fd w=-1360od fd f*Frequency群时延纹波平均时延totgPhasefDfFrequencyDww群时延的纹波能够说明相位的失真通过平均时延能够得到DUT的长度第6页，共17页，编辑

4、于2022年，星期一测量S-Parameters S11=反射信号参考信号=b1a1a2=0S21=传输信号参考信号=b2a1a2=0S22=反射信号参考信号=b2a2a1=0S12=传输信号参考信号=b1a2a1=0参考信号传输信号S21S11反射信号b1a1b2Z0Loada2=0DUT正向正向参考信号传输信号S12S22反射信号b2a2ba1=0DUTZ0Load反向反向1第7页，共17页，编辑于2022年，星期一对于互易网络，有：对于互易网络，有：S12S12S21 S21 对于对称网络，有：对于对称网络，有：S11S11S22 S22 对于无耗网络，有：（对于无耗网络，有：（S11S

5、11）2 2（S12S12）2 21 1 S参数关系第8页，共17页，编辑于2022年，星期一矢量网络分析仪框图接收接收/检波检波信号处理信号处理/显示显示反射反射(A)传输传输(B)参考参考(R)功分器功分器信号源信号源参考信号反射信号传输信号DUT第9页，共17页，编辑于2022年，星期一系统误差系统误差由于仪器本身以及测试设置的不理想引起不随时间发生变化随机误差随机误差随时间随机变化随时间随机变化(不可预测的)主要原因有:仪器的噪声,开关和连接器的重复性等漂移误差漂移误差校准完成之后系统的性能发生的一些变化主要由环境温度等变化引起。测量误差模型测量数据未知元件系统误差系统误差随机误差随机

6、误差漂移误差漂移误差Errors:RE-CALRE-CAL第10页，共17页，编辑于2022年，星期一系统测量误差AB源匹配负载匹配Crosstalk方向性DUT频率响应反射跟踪(A/R)传输跟踪(B/R)R6个正向误差，个正向误差，6个反向误差个反向误差HP公司推出矢量网络分析仪时，该分析仪被称为“世界测量仪器之王”，就是因为他们提供了系统的误差模型，使测量技术大大前进了一步。第11页，共17页，编辑于2022年，星期一ED =方向性ERT =反射跟踪ES =源匹配为修正误差，我们测量为修正误差，我们测量3个标准件，个标准件，从而得到从而得到3个公式来来求出各项误个公式来来求出各项误差系数差

7、系数S11MS11AESERTED1RF in误差适配器误差适配器S11MS11ARF inIdeal了解这些，我们很容易就能够得到全双端口的误差模型S11M=ED+ERT1-ES S11AS11A反射单端口模型第12页，共17页，编辑于2022年，星期一单端口校准前后的测量曲线校准前校准后02040606000120002.0回波损耗回波损耗(dB)VSWR1.11.011.001MHz第13页，共17页，编辑于2022年，星期一2端口的误差模型在这里，要求4个S参数同步刷新当然使用仪器的测量人员不需要知道这些误差修正的公式但是，能够了解各项误差的意义，有助于针对测试需求做不同的校准，从而提

8、高效率和测量的准确性Port 1Port 2ES11S21S12S22ESEDERTETTELa1b1AAAAXa2b2正向模型=正向方向性=正向源匹配=正向反射跟踪=正向负载匹配=正向传输跟踪=正向个隔离度ESEDERTETTELEX=反向反射跟踪=反向传输跟踪=反向方向性=反向源匹配=反向负载匹配=反向隔离度ESEDERTETTELEXPort 1Port 2S11SS12S22ESEDERTETTELa1b1AAAEX21Aa2b2反向模型第14页，共17页，编辑于2022年，星期一不同校准去除的误差项目 方便、快捷没有误差修正测量结果不准确较简单对测量精度要求不高时使用去除了频率响应误

9、差用于反射测量使用标准的去除以下误差项目：方向性 源匹配 反射跟踪 精度最高去除了以下误差：方向性源/负载匹配反射跟踪传输跟踪 泄漏干扰 不作校准不作校准 响应校准响应校准 单端口校准单端口校准 全全2端口端口DUTDUTDUTDUTthruthruENHANCED-RESPONSESHORTOPENLOADSHORTOPENLOADSHORTOPENLOAD未校准之前的各测量值为初始值第15页，共17页，编辑于2022年，星期一 测试时对仪器的校准和选择反射参数测量：要考虑反射跟踪、源匹配、负载匹配，更重要的是方向性。（如测耦合器）传输参数测量：重点要考虑仪器的动态范围是否满足 测试要求当然，测试中要避免对仪器的致命损害：如接地、大功率保护等。第16页，共17页，编辑于2022年，星期一 第17页，共17页，编辑于2022年，星期一