矢量网络分析仪介绍课件.ppt

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1、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=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),电压驻波比电压驻波比VSWR = EmaxEmin=1 + r1 - rEmax

2、Emin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线形特性/非线形特性的表征线形特性线形特性:l输入和输出的频率相同，不会产生其它频率的信号l输出信号较输入信号只可能在幅度和相位上改变Frequencyf1TimeSin 360o * f * tFrequencyA 相位漂移 = to * 360o * f1fDUTTimeAto A * Sin

3、 360o * f (t - to)输入输入输出输出Time非线形特性非线形特性:l输出的信号可能发生频率的改变（如混频器）l可能其它频率附加信号（如谐波、互调产物） Frequencyf1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totgPhasefDfFrequencyDwwl群时延的纹波能够说明相位的失真l通过平均时延能够得到DUT的长度测量S-ParametersS11=反射信号参考信号=b1a1a2= 0S21= 传输信号参考信号=b2a1a2= 0S22=反射信号

4、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：（S11S11）2 2（S12S12）2 21 1 S参数关系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

5、源信号源参考信号反射信号传输信号DUT系统误差系统误差l由于仪器本身以及测试设置的不理想引起l不随时间发生变化随机误差随机误差l随时间随机变化随时间随机变化 (不可预测的)l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l校准完成之后系统的性能发生的一些变化l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误差漂移误差漂移误差Errors:RE-CALRE-CAL系统测量误差AB源匹配负载匹配Crosstalk方向性DUT频率响应l反射跟踪 (A/R)l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

6、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。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个标个标准件，从而得到准件，从而得到3个公式来来个公式来来求出各项误差系数求出各项误差系数S11MS11AESERTED1RF in误差适配器误差适配器S11MS11ARF inIdeall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

7、损耗 (dB)VSWR1.11.011.001MHz2端口的误差模型l在这里，要求4个S参数同步刷新l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l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 1

8、Port 2S11SS12S22ESEDERTETTELa1b1AAAEX21Aa2b2反向模型SaSmEDERTSmEDERTESELSmEXETTSmEXETTSmEDERTESSmEDERTESELELSmEXETTSmEXETT111112221121111222112=-()()()()()()()()SaSmEXETTSmEDERTESELSmEDERTESSmEDERTESEL212122111122=-1 -()()()()()()ELSmEXETTSmEXETT2112-SESE-()()()()()()mXETTmDERTESELSmEDERTESSmEDERTESELEL

9、SmEXETTSmEXETTSa12111111122211212-=()(SmEDERTSmEDERTSa2211122-)()()SmEDERTESELSmEXETTSmEXETT112112-=ESSmEDERTESELELSmEXETTSmEXETT)()()()1222112-1不同校准去除的误差项目 l方便、快捷l没有误差修正l测量结果不准确l较简单l对测量精度要求不高时使用l去除了频率响应误差l用于反射测量l使用标准的l去除以下误差项目： 方向性 源匹配 反射跟踪l精度最高l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。