矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀介紹

矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀介紹第1頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月高頻信號的特性傳輸信號參考信號傳輸增益/損耗S-參數(shù)S21,S12群時延傳輸系數(shù)插入相位

反射信號參考信號反射SWRS-參數(shù)S11,S22反射系數(shù)阻抗,導(dǎo)納R+jX,G+jB回波損耗

G,rT,t參考信號反射信號傳輸信號RBAAR=BR=第2頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月反射參數(shù)￥

dB無反射(ZL=Zo)rRLVSWR01全反射(ZL=open,short)0dB1￥=ZL-ZOZL+OZ反射系數(shù)=VreflectedVincident=rFG=rG回波損耗=-20log(r),電壓駐波比VSWR=EmaxEmin=1+r1-rEmaxEmin第3頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月傳輸參數(shù)VTransmittedVIncident傳輸系數(shù)=T=VTransmittedVIncident=

tDfDUT增益(dB)=20LogVTransVInc=20logt插入損耗(dB)=-20LogVTransVInc=-20logt第4頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月線形特性/非線形特性的表征線形特性:輸入和輸出的頻率相同，不會產(chǎn)生其它頻率的信號輸出信號較輸入信號只可能在幅度和相位上改變Frequencyf1TimeSin360o*f*tFrequencyA

相位漂移=to*360o*f1fDUTTimeAto

A*Sin360o*f(t-to)輸入輸出Time非線形特性:輸出的信號可能發(fā)生頻率的改變（如混頻器）可能其它頻率附加信號（如諧波、互調(diào)產(chǎn)物）

Frequencyf1第5頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月群時延初始相位弧度/秒度fHz(w=2pf)fwf群時延(t)g=-dfdw=-1360odfdf*Frequency群時延紋波平均時延totgPhasefDfFrequencyDww群時延的紋波能夠說明相位的失真通過平均時延能夠得到DUT的長度第6頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月測量S-Parameters

S11=反射信號參考信號=b1a1a2=0S21=

傳輸信號參考信號=b2a1a2=0S22=反射信號參考信號=b2a2a1=0S12=

傳輸信號參考信號=b1a2a1=0參考信號傳輸信號S21S11反射信號b1a1b2Z0Loada2=0DUT正向參考信號傳輸信號S12S22反射信號b2a2ba1=0DUTZ0Load反向1第7頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月

對于互易網(wǎng)絡(luò)，有：S12＝S21

對于對稱網(wǎng)絡(luò)，有：S11＝S22

對于無耗網(wǎng)絡(luò)，有：（S11）2＋（S12）2＝1

S參數(shù)關(guān)系第8頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀框圖接收/檢波信號處理/顯示反射(A)傳輸(B)參考(R)功分器信號源參考信號反射信號傳輸信號DUT第9頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月系統(tǒng)誤差由于儀器本身以及測試設(shè)置的不理想引起不隨時間發(fā)生變化隨機(jī)誤差隨時間隨機(jī)變化(不可預(yù)測的)主要原因有:儀器的噪聲,開關(guān)和連接器的重復(fù)性等漂移誤差校準(zhǔn)完成之后系統(tǒng)的性能發(fā)生的一些變化主要由環(huán)境溫度等變化引起。測量誤差模型測量數(shù)據(jù)未知元件系統(tǒng)誤差隨機(jī)誤差漂移誤差Errors:RE-CALRE-CAL第10頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月系統(tǒng)測量誤差A(yù)B源匹配負(fù)載匹配Crosstalk方向性DUT頻率響應(yīng)反射跟蹤(A/R)傳輸跟蹤(B/R)R6個正向誤差，6個反向誤差HP公司推出矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀時，該分析儀被稱為“世界測量儀器之王”，就是因為他們提供了系統(tǒng)的誤差模型，使測量技術(shù)大大前進(jìn)了一步。第11頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月ED=方向性ERT=反射跟蹤ES=源匹配為修正誤差，我們測量3個標(biāo)準(zhǔn)件，從而得到3個公式來來求出各項誤差系數(shù)S11MS11AESERTED1RFin誤差適配器S11MS11ARFinIdeal了解這些，我們很容易就能夠得到全雙端口的誤差模型S11M=ED+ERT1-ESS11AS11A反射－單端口模型第12頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月單端口校準(zhǔn)前后的測量曲線校準(zhǔn)前校準(zhǔn)后02040606000120002.0回波損耗(dB)VSWR1.11.011.001MHz第13頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月2端口的誤差模型在這里，要求4個S參數(shù)同步刷新當(dāng)然使用儀器的測量人員不需要知道這些誤差修正的公式但是，能夠了解各項誤差的意義，有助于針對測試需求做不同的校準(zhǔn)，從而提高效率和測量的準(zhǔn)確性Port1Port2ES11S21S12S22ESEDERTETTELa1b1AAAAXa2b2正向模型=正向方向性=正向源匹配=正向反射跟蹤=正向負(fù)載匹配=正向傳輸跟蹤=正向個隔離度ESEDERTETTELEX=反向反射跟蹤=反向傳輸跟蹤=反向方向性=反向源匹配=反向負(fù)載匹配=反向隔離度ES'ED'ERT'ETT'EL'EX'Port1Port2S11SS12S22ES'ED'ERT'ETT'EL'a1b1AAAEX'21Aa2b2反向模型第14頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月不同校準(zhǔn)去除的誤差項目

方便、快捷沒有誤差修正測量結(jié)果不準(zhǔn)確較簡單對測量精度要求不高時使用去除了頻率響應(yīng)誤差用于反射測量使用標(biāo)準(zhǔn)的去除以下誤差項目：

方向性

源匹配

反射跟蹤

精度最高去除了以下誤差：

方向性

源/負(fù)載匹配

反射跟蹤

傳輸跟蹤

泄漏干擾

不作校準(zhǔn)

響應(yīng)校準(zhǔn)

單端口校準(zhǔn)

全2端口DUTDUTDUTDUTthruthruENHANCED-RESPONSESHORTOPENLOADSHORTOPENLOADSHORTOPENLOAD未校準(zhǔn)之前的各測量值為初始值第15頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月

測試時對儀器的校準(zhǔn)和選擇反射參數(shù)測量：要考慮反射