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矢網(wǎng)(Vector network):能測(cè)量和顯示電氣網(wǎng)絡(luò)和整體幅度和相位特性。包括:S參數(shù)、幅度和相位、駐波比、插入損耗/增益、群延時(shí)、回波損耗、復(fù)數(shù)阻抗等
標(biāo)網(wǎng)(Scalar network) :只能測(cè)量S參數(shù)的幅度部分,測(cè)量結(jié)果包括:傳輸損耗/增益、回波損耗和駐波比、反向隔離度等
網(wǎng)絡(luò)分析儀的結(jié)構(gòu)
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合成構(gòu)成,用于分離反射信號(hào)和入射信號(hào)。
接收機(jī):由取樣/混頻器、中頻處理和數(shù)字信號(hào)處理等部分組成,用于信號(hào)的下變頻及中頻數(shù)字信號(hào)處理。
顯示:由圖形處理器、高亮度LCD 顯示器、逆變器組成,用于字符和圖形的高亮度、高速顯示。
網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量中的注意事項(xiàng)
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1 電纜連接器、阻抗轉(zhuǎn)換器、駐波電橋和匹配負(fù)載等器件應(yīng)嚴(yán)格區(qū)分75Ω和50Ω兩種特性阻抗、因其外徑及連接螺紋相同,容易混淆。應(yīng)避免將75Ω陽(yáng)頭與50Ω陰頭連接, 這樣會(huì)造成電路不連續(xù)無(wú)法測(cè)試;更應(yīng)避免將50Ω陽(yáng)頭與75Ω陰頭連接,因?yàn)檫@將徹底損壞75Ω陰頭的插孔。
2 阻抗轉(zhuǎn)換器、匹配負(fù)載、駐波電橋及測(cè)量探頭均應(yīng)小心輕放,妥善保管,防止從高處跌落而影響其性能及*終測(cè)量結(jié)果。
3 各器件連接時(shí),應(yīng)注意連接轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的方法,只允許轉(zhuǎn)動(dòng)活動(dòng)螺母保證插針與插孔作直線移動(dòng)。否則插針和插孔會(huì)發(fā)生螺旋運(yùn)動(dòng)而加快磨損,以及很可能使內(nèi)部插針插空松動(dòng)而無(wú)法正常使用。
4 電纜連接頭裝好后,應(yīng)仔細(xì)檢查插針是否位于正中,必要時(shí)應(yīng)設(shè)法校正,使其對(duì)中,避免損壞待連接的連接器插孔。
網(wǎng)絡(luò)分析儀的操作規(guī)范
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1、儀器通電前檢查及要求
儀器交流供電的電源線使用三芯電源線,并檢查儀器后面板電源轉(zhuǎn)換開關(guān)是否置于230V檔
確保儀器良好接地
操作人員佩帶防靜電腕帶,身著防靜電服
接打印機(jī)
傳輸特性檢查:
將網(wǎng)絡(luò)分析儀復(fù)位后,用用一根低損耗的電纜將儀器二端口連接,網(wǎng)絡(luò)分析儀設(shè)置為S21參數(shù)(或S12參數(shù))測(cè)量,頻率為全頻段,源電平輸出0dBm,測(cè)試其在全頻段范圍內(nèi)傳輸損耗值,若其損耗值≤±1dB,則儀器傳輸特性正常 (注不可直通校準(zhǔn),無(wú)C或Cor標(biāo)識(shí))
解釋 :傳輸系數(shù) 1,插損 0
反射特性檢查:
網(wǎng)絡(luò)分析儀設(shè)置為S11參數(shù)(或S22參數(shù))測(cè)量,頻率為10MHz~3000MHz,源電平輸出0dBm。在儀器Port 1口(或Port 2口)接一標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載測(cè)試其回波損耗,若回波損耗≤-30dB,則儀器反射特性正常;或?qū)x器Port 1口(或Port 2口)空接,觀察其回波損耗值(開路、反射系數(shù)為1),若回波損耗在±1dB范圍內(nèi),則儀器反射特性正常
解釋:反射系數(shù) 1,回波損耗 0
若網(wǎng)絡(luò)分析儀的傳輸特性和反射特性的檢查均正常,需在日校驗(yàn)記錄或日維護(hù)卡上記錄,然后使用;
若檢查發(fā)現(xiàn)異常,立即通知本部門儀器管理人員和質(zhì)管部?jī)x校室人員對(duì)儀器進(jìn)行檢查分析,并停止使用儀器。
網(wǎng)絡(luò)分析儀的發(fā)展前景
- 六端口網(wǎng)絡(luò)分析儀利用一個(gè)由定向耦合器和混合接頭(魔 T)組成的六端口網(wǎng)絡(luò)作為測(cè)量單元,除二個(gè)端口分別接信號(hào)源和被測(cè)件之外,其余四個(gè)端口均接到幅值檢波器或功率計(jì)。通過(guò)檢出的四個(gè)幅值的適當(dāng)組合,可以求出被測(cè)網(wǎng)絡(luò)散射參數(shù)的模和相位。它不必使用復(fù)雜的雙通道接收機(jī)來(lái)取得相位信息,從而使測(cè)量系統(tǒng)的硬件大為簡(jiǎn)化。此外,它有超過(guò)必需數(shù)目的冗余測(cè)量端口,可以利用冗余數(shù)據(jù)之間互相核對(duì)來(lái)提高測(cè)量結(jié)果的可信性。但它的計(jì)算工作比四端口網(wǎng)絡(luò)分析儀要復(fù)雜得多。采用雙六端口網(wǎng)絡(luò)分析儀來(lái)測(cè)量雙端口網(wǎng)絡(luò),即用一個(gè)六端口網(wǎng)絡(luò)儀接在被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的端口1,另一個(gè)接在端口2,可在測(cè)量過(guò)程中避免開關(guān)轉(zhuǎn)換或人工倒轉(zhuǎn)被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的輸入端和輸出端,進(jìn)一步提高了測(cè)量的**度。
什么是網(wǎng)絡(luò)分析儀及其基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介
網(wǎng)絡(luò)分析儀是一種測(cè)量設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的一種測(cè)試測(cè)量的儀器,可以解決設(shè)備出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障或者需要修正參數(shù)性能誤差。下面我們來(lái)深入的探討一下什么是網(wǎng)絡(luò)分析儀,并總結(jié)一些學(xué)習(xí)和掌握它需要了解的基礎(chǔ)知識(shí)。
網(wǎng)絡(luò)分析儀可通過(guò)雙口和單口網(wǎng)絡(luò)直接測(cè)量(有源或無(wú)源、可逆或不可逆)復(fù)數(shù)散射參數(shù),并根據(jù)掃頻方式給出各散射參數(shù)的幅度、相位頻率特性,因?yàn)榈玫綇V泛的應(yīng)用,特別是在網(wǎng)絡(luò)故障檢測(cè)和維護(hù)方面。它的誤差修正的基礎(chǔ)是通過(guò)測(cè)量如直通,負(fù)載,短路和開路等已知的標(biāo)準(zhǔn)件,分析并找出導(dǎo)致設(shè)備測(cè)量誤差的那些系統(tǒng)誤差參數(shù),并通過(guò)一步一步的實(shí)驗(yàn)和參數(shù)校準(zhǔn)在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中作出修正。校準(zhǔn)的方法有很多種,*常用的是響應(yīng)校準(zhǔn),單端口校準(zhǔn)和雙端口校準(zhǔn)等。
自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)分析儀能對(duì)測(cè)量結(jié)果逐點(diǎn)進(jìn)行誤差修正,并換算出其他幾十種網(wǎng)絡(luò)參數(shù),如輸入反射系數(shù)、輸出反射系數(shù)、電壓駐波比、阻抗(或?qū)Ъ{)、衰減(或增益)、相移和群延時(shí)等傳輸參數(shù)以及隔離度和定向度等。它本身自帶了一個(gè)信號(hào)發(fā)生器,可以對(duì)一個(gè)頻段進(jìn)行頻率掃描. 如果是單端口測(cè)量的話,將激勵(lì)信號(hào)加在端口上,通過(guò)測(cè)量反射回來(lái)信號(hào)的幅度和相位,就可以判斷出阻抗或者反射情況. 而對(duì)于雙端口測(cè)量,還可以測(cè)量傳輸參數(shù). 由于受分布參數(shù)等影響明顯,所以使用之前必須進(jìn)行校準(zhǔn).
網(wǎng)絡(luò)分析儀原理、種類、功能及發(fā)展
原理:一個(gè)任意多端口網(wǎng)絡(luò)的各端口終端均匹配時(shí),由第n個(gè)端口輸入的入射行波 an將散射到其余一切端口并發(fā)射出去。
(1) 若第m個(gè)端口的出射行波為bm,則n口與m口之間的散射參數(shù)Smn=bm/an。一個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)共有四個(gè)散射參數(shù) S11、S21、S12和S22。
(2) 當(dāng)兩個(gè)終端均匹配時(shí),S11和S22就分別是端口1和2的反射系數(shù),S21是由1口至2口的傳輸系數(shù),S12則是反方向的傳輸系數(shù)。
(3) 當(dāng)某一端口m終端失配時(shí),由終端反射回來(lái)的行波又重新進(jìn)入m口。這可以等效地看成是m口仍是匹配的,但有一個(gè)行波am入射到m口。
(4) 這樣,在任意情況下都可以列出各口等效入射、出射行波與散射參數(shù)之間關(guān)系的聯(lián)立方程組。
(5) 據(jù)此可以解出網(wǎng)絡(luò)的一切特性參數(shù),如終端失配時(shí)的輸入端反射系數(shù)、電壓駐波比、輸入阻抗以及各種正向反向傳輸系數(shù)等。
種類:網(wǎng)絡(luò)分析儀可以分為標(biāo)量(只包含幅度信息)和矢量(包含幅度和相位信息)兩種分析儀。隨著技術(shù)的進(jìn)步,集成度和計(jì)算效率的提高,成本的降低,使用越來(lái)越普及。
(1) 標(biāo)量分析儀可快速測(cè)量RF產(chǎn)品的增益、衰減、頻響和回波損耗。是廣播電視、通訊領(lǐng)域必備的儀器。兩個(gè)獨(dú)立的通道可以同時(shí)進(jìn)行傳輸和反射測(cè)量。曾一度因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低廉而廣泛使用。
(2) 矢量分析儀是由掃頻信號(hào)源,檢測(cè)器和接收機(jī)三大部分組成并在內(nèi)部微處理器控制下運(yùn)行的自動(dòng)測(cè)試儀器,可以提供更好的誤差校正和更復(fù)雜的測(cè)量能力。
五大功能:在測(cè)試過(guò)程中,我們將其以在線方式接入測(cè)試網(wǎng)絡(luò)中,設(shè)備立刻開始進(jìn)行設(shè)備搜尋,并很快在屏幕上顯示所找到十多個(gè)不同設(shè)備的名稱、類型以及IP地址等重要信息。
(1) 頻標(biāo):多種頻標(biāo)方式,方便測(cè)量讀數(shù);
(2) 歸一化:傳輸/反射測(cè)量時(shí),消除系統(tǒng)誤差;
(3) 存儲(chǔ)/調(diào)用:存儲(chǔ)*常用的儀器設(shè)置;
(4) 打?。簶?biāo)準(zhǔn)并行輸出接口,可將測(cè)試曲線及頻標(biāo)點(diǎn)的數(shù)據(jù)打印輸出;
(5) 平滑:消除信號(hào)跡線上的噪聲和調(diào)節(jié)掃描速度。
發(fā)展:
(1)在60年代中期,四端口微波反射計(jì)的基礎(chǔ)上網(wǎng)絡(luò)分析儀研制成功并得到迅速的發(fā)展,利用計(jì)算機(jī)按一定誤差模型在每一頻率點(diǎn)上修正由定向耦合器的定向性不完善、失配和竄漏等而引起的誤差,從而使測(cè)量**度大為提高,可達(dá)到計(jì)量室中*精密的測(cè)量線技術(shù)的測(cè)量**度,而測(cè)量速度提高數(shù)十倍,基本上可以現(xiàn)實(shí)自動(dòng)化檢測(cè)。
(2)到了1973年,六端口網(wǎng)絡(luò)分析儀面世,它的性能和計(jì)算能力相對(duì)四端口而言是一次大的飛躍,從而是測(cè)量系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化。它有超過(guò)必需數(shù)目的冗余測(cè)量端口,可以利用冗余數(shù)據(jù)之間互相核對(duì)來(lái)提高測(cè)量結(jié)果的可信性,并大大提高了測(cè)量的精度。
(3)直到20世紀(jì)80年代早期**臺(tái)現(xiàn)代獨(dú)立臺(tái)式分析儀才誕生。在此之前,它的身形龐大復(fù)雜,由眾多儀器和外部器件組合而成,且功能受限。
(4)隨著業(yè)界**款PXI網(wǎng)絡(luò)分析儀—NI PXIe - 5630的推出,你完全可以擺脫高成本和大占地面積的束縛,輕松地將其應(yīng)用于設(shè)計(jì)驗(yàn)證和產(chǎn)線測(cè)試。
網(wǎng)絡(luò)分析儀解決了網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)又一個(gè)測(cè)試難題,讓測(cè)試測(cè)量更具體可觀,讓網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行更順暢無(wú)阻,對(duì)設(shè)備的搜尋和查找可以有著更好的工作效果。并可以自動(dòng)搜尋并顯示網(wǎng)絡(luò)中接入的設(shè)備名稱、IP地址、MAC地址以及各自占用的數(shù)據(jù)流量,為網(wǎng)絡(luò)管理和故障診斷提供重要的參考信息。
在分析同時(shí)解決問(wèn)題給電路設(shè)計(jì)提供了極大的方便,已廣泛在研發(fā)和生產(chǎn)中大量使用,網(wǎng)絡(luò)分析儀應(yīng)用于分析各種不同部件,材料,電路,設(shè)備和系統(tǒng)。無(wú)論是在研發(fā)階段為了優(yōu)化模擬電路的設(shè)計(jì),還是為了調(diào)試檢測(cè)電子元器件,它已經(jīng)成為一種不可缺少的測(cè)量?jī)x器。