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(kāi)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,經(jīng)常用的是響應(yīng)校準(zhǔn),單端口校準(zhǔn)和雙端口校準(zhǔn)等。
網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量中的注意事項(xiàng)
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75和50兩種特性阻抗、因其外徑及連接螺紋相同,容易混淆。應(yīng)避免將75&Omega陽(yáng)頭與50&Omega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50&Omega陽(yáng)頭與75&Omega陰頭連接,因?yàn)檫@將徹底損壞75&Omega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最終測(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)分析儀維修是測(cè)量網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的一種新型儀器,可直接測(cè)量有源或無(wú)源、可逆或不可逆的雙口和單口網(wǎng)絡(luò)的復(fù)數(shù)散射參數(shù);
并以掃頻方式給出各散射參數(shù)的幅度、相位頻率特性。
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。
矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀維修,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)的幅度和網(wǎng)絡(luò)分析儀(5張)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,則還可以測(cè)量傳輸參數(shù)。
由于受分布參數(shù)等影響明顯,所以網(wǎng)絡(luò)分析儀使用之前必須進(jìn)行校準(zhǔn)。
網(wǎng)絡(luò)分析儀校準(zhǔn)是在四端口微波反射計(jì)(見(jiàn)駐波與反射測(cè)量)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。
在60年代中期實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,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)量精確度大為提高,可達(dá)到計(jì)量室中精密的測(cè)量線技術(shù)的測(cè)量精確度,而測(cè)量速度提高數(shù)十倍。
維修儀器一個(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出射出去。
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。
當(dāng)兩個(gè)終端均匹配時(shí),S11和S22就分別是端口1和2的反射系網(wǎng)絡(luò)分析儀數(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)。
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。
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。
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。
這就是網(wǎng)絡(luò)分析儀的基本的工作原理。單端口網(wǎng)絡(luò)可視為雙口網(wǎng)絡(luò)的特例,在其中除S11之外,恒有S21=S12=S22。
對(duì)于多端口網(wǎng)絡(luò),除了一個(gè)輸入和一個(gè)輸出端口之外,可在其余一切端口都接上匹配負(fù)載,從而等效為一個(gè)雙端口網(wǎng)絡(luò)。
輪流選擇各對(duì)端口作為等效雙口網(wǎng)絡(luò)的輸入、輸出端,進(jìn)行一系列測(cè)量并列出相應(yīng)的方程,即可解得n端口網(wǎng)絡(luò)的全部n2個(gè)散射參數(shù),從而求出n端口網(wǎng)絡(luò)的一切特性參數(shù)。
為四端口網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量S11時(shí)測(cè)試單元的原理示意,箭頭表示各行波的路徑。
信號(hào)源u輸出信號(hào)經(jīng)開(kāi)關(guān)S1和定向耦合器D2輸入到被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的端口1,這就是入射波a1。
端口1的反射波(即1口的出射波b1)經(jīng)定向耦合器D2和開(kāi)關(guān)傳到接收機(jī)的測(cè)量通道。
信號(hào)源u的輸出同時(shí)經(jīng)定向耦合器D1傳到接收機(jī)的參考通道,這個(gè)信號(hào)是正比于a1的。
于是雙通道幅度-相位接收機(jī)就測(cè)出b1/a1,即測(cè)出S11,包括其幅值和相位(或?qū)嵅亢吞摬浚?/p>
測(cè)量時(shí),網(wǎng)絡(luò)的端口2接上匹配負(fù)載R1,以滿足散射參數(shù)所規(guī)定的條件。
系統(tǒng)中的另一個(gè)定向耦合器D3也終接匹配負(fù)載R2,以免產(chǎn)生不良影響。
其余三個(gè)S 參數(shù)的測(cè)量原理與此類同。為測(cè)量不同Smn參數(shù)時(shí)各開(kāi)關(guān)應(yīng)放置的位置。
在實(shí)際測(cè)量之前,先用三個(gè)阻抗已知的標(biāo)準(zhǔn)器(例如一個(gè)短路、一個(gè)開(kāi)路和一個(gè)匹配負(fù)載)供儀器進(jìn)行一系列測(cè)量,稱為校準(zhǔn)測(cè)量。
由實(shí)測(cè)結(jié)果與理想(無(wú)儀器誤差時(shí))應(yīng)有的結(jié)果比對(duì),可通過(guò)計(jì)算求出誤差模型中的各誤差因子并存入計(jì)算機(jī)中,以便對(duì)被測(cè)件的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行誤差修正。在每一頻率點(diǎn)上都按此進(jìn)行校準(zhǔn)和修正。
測(cè)量步驟和計(jì)算都十分復(fù)雜,非人工所能勝任。
上述網(wǎng)絡(luò)分析儀稱為四端口網(wǎng)絡(luò)分析儀,因?yàn)閮x器有四個(gè)端口,分別接到信號(hào)源、被測(cè)件、測(cè)量通道和測(cè)量的參考通道。
它的缺點(diǎn)是接收機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,誤差模型中并未包括接收機(jī)所產(chǎn)生的誤差。
網(wǎng)絡(luò)分析儀是在四端口微波反射計(jì)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,是一種功能強(qiáng)大的儀器,正確使用時(shí),可以達(dá)到極高的精度,尤其在測(cè)量無(wú)線射頻(RF)元件和設(shè)備的線性特性方面非常有用。下文小編將跟大家介紹一下它的作用,功能以及工作原理:
網(wǎng)絡(luò)分析儀的作用:
網(wǎng)絡(luò)分析儀是測(cè)量網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的一種新型儀器,可直接測(cè)量有源或無(wú)源、可逆或不可逆的雙口和單口網(wǎng)絡(luò)的復(fù)數(shù)散射參數(shù),并以掃頻方式給出各散射參數(shù)的幅度、相位頻率特性。網(wǎng)絡(luò)分析儀是在四端口微波反射計(jì)(見(jiàn)駐波與反射測(cè)量)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。在60年代中期實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,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)量精確度大為提高,可達(dá)到計(jì)量室中較為精密的測(cè)量線技術(shù)的測(cè)量精確度,而測(cè)量速度提高數(shù)十倍。
網(wǎng)絡(luò)分析儀使用廣泛,在網(wǎng)絡(luò)故障檢測(cè)和維護(hù)上作用明顯,它主要有五大功能:
1、頻標(biāo)功能:有四種頻標(biāo)方式可供選則, 方便測(cè)量讀數(shù),詳見(jiàn)頻標(biāo)操作說(shuō)明部分。
2、歸一化功能:傳輸/反射測(cè)量時(shí),用來(lái)消除系統(tǒng)誤差。任何情況下校準(zhǔn)均為全頻段校準(zhǔn),全帶(從1MHz-1000 MHz)的校準(zhǔn)點(diǎn)為500點(diǎn)。
3、存儲(chǔ)/調(diào)用功能:用來(lái)存儲(chǔ)經(jīng)常用的儀器設(shè)置。
4、打印功能:標(biāo)準(zhǔn)并行輸出接口,配接打印機(jī),可將測(cè)試曲線及頻標(biāo)點(diǎn)的數(shù)據(jù)打印輸出。
5、平滑功能:消除信號(hào)跡線上的噪聲和調(diào)節(jié)掃描速度。
網(wǎng)絡(luò)分析儀的工作原理:
一個(gè)任意多端口網(wǎng)絡(luò)的各端口終端均匹配時(shí),由第個(gè)端口輸入的入射行波 n將散射到其余一切端口并 發(fā)射出去。若第個(gè)端口的出射行波為m,則口與口之間的散射參數(shù)mn=m/n。一個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)共有四個(gè)散射參數(shù) 11、21、12和22。當(dāng)兩個(gè)終端均匹配時(shí),11和22就分別是端口1和2的反射系數(shù),21是由1口至2口的傳輸系數(shù),12則是反方向的傳輸系數(shù)。當(dāng)某一端口終端失配時(shí),由終端反射回來(lái)的行波又重新進(jìn)入口。這可以等效地看成是口仍是匹配的,但有一個(gè)行波m入射到口。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。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。這就是網(wǎng)絡(luò)分析儀的最基本的工作原理[1]。單端口網(wǎng)絡(luò)可視為雙口網(wǎng)絡(luò)的特例,在其中除11之外,恒有21=12=22。對(duì)于多端口網(wǎng)絡(luò),除了一個(gè)輸入和一個(gè)輸出端口之外,可在其余一切端口都接上匹配負(fù)載,從而等效為一個(gè)雙端口網(wǎng)絡(luò)。輪流選擇各對(duì)端口作為等效雙口網(wǎng)絡(luò)的輸入、輸出端,進(jìn)行一系列測(cè)量并列出相應(yīng)的方程,即可解得端口網(wǎng)絡(luò)的全部2個(gè)散射參數(shù),從而求出n端口網(wǎng)絡(luò)的一切特性參數(shù)。 ?圖左為四端口網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量S11時(shí)測(cè)試單元的原理示意,箭頭表示各行波的路徑。信號(hào)源 u輸出信號(hào)經(jīng)開(kāi)關(guān)S1和定向耦合器D2輸入到被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的端口1,這就是入射波a1。端口1的反射波(即1口的出射波b1)經(jīng)定向耦合器 D2和開(kāi)關(guān)傳到接收機(jī)的測(cè)量通道。信號(hào)源u的輸出同時(shí)經(jīng)定向耦合器D1傳到接收機(jī)的參考通道,這個(gè)信號(hào)是正比于a1的。于是雙通道幅度-相位接收機(jī)就測(cè)出b1/a1,即測(cè)出S11,包括其幅值和相位(或?qū)嵅亢吞摬浚?。測(cè)量時(shí),網(wǎng)絡(luò)的端口2接上匹配負(fù)載R1,以滿足散射參數(shù)所規(guī)定的條件。系統(tǒng)中的另一個(gè)定向耦合器D3也終接匹配負(fù)載R2,以免產(chǎn)生不良影響。其余三個(gè)S 參數(shù)的測(cè)量原理與此類同。圖右為測(cè)量不同Smn參數(shù)時(shí)各開(kāi)關(guān)應(yīng)放置的位置。
在實(shí)際測(cè)量之前,先用三個(gè)阻抗已知的標(biāo)準(zhǔn)器(例如一個(gè)短路、一個(gè)開(kāi)路和一個(gè)匹配負(fù)載)供儀器進(jìn)行一系列測(cè)量,稱為校準(zhǔn)測(cè)量。由實(shí)測(cè)結(jié)果與理想(無(wú)儀器誤差時(shí))應(yīng)有的結(jié)果比對(duì),可通過(guò)計(jì)算求出誤差模型中的各誤差因子并存入計(jì)算機(jī)中,以便對(duì)被測(cè)件的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行誤差修正。在每一頻率點(diǎn)上都按此進(jìn)行校準(zhǔn)和修正。測(cè)量步驟和計(jì)算都十分復(fù)雜,非人工所能勝任。
上述網(wǎng)絡(luò)分析儀稱為四端口網(wǎng)絡(luò)分析儀,因?yàn)閮x器有四個(gè)端口,分別接到信號(hào)源、被測(cè)件、測(cè)量通道和測(cè)量的參考通道。它的缺點(diǎn)是接收機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,誤差模型中并未包括接收機(jī)所產(chǎn)生的誤差。