安捷倫網(wǎng)絡(luò)分析儀ppt課件

1、page 1page 2l網(wǎng)絡(luò)分析儀測試基本概念網(wǎng)絡(luò)分析儀測試基本概念l網(wǎng)絡(luò)分析儀網(wǎng)絡(luò)分析儀 工作原理工作原理l誤差和校準誤差和校準lENAlPNApage 3雙功器LO LC 濾波器功分器TX IF LC濾波器耦合器隔離器平衡/非平衡轉(zhuǎn)換混頻器LNA放大器SAW 濾波器SAW 濾波器天線射頻前端模塊平衡/非平衡轉(zhuǎn)換page 4 Lightwave入射入射反射反射透射透射 RF/MWpage 5器件性能的描述: 傳輸特性; 反射特性器件傳輸特性/反射特性的指標定義 ? Gain, Phase, Group delay VSWR, , , Impedance 影響器件傳輸/反射特性的因素 ? 工

2、作頻率 信號功率 網(wǎng)絡(luò)分析儀表顯示結(jié)果工作頻率工作頻率; 信號功率信號功率page 6 dB全匹配全匹配(ZL = Zo)r rRLVSWR01全反射全反射 (ZL = 開路開路,短短路路 )0 dB1=ZL-ZOZL+OZ=V反射V輸入=rFG=rG= -20 log(r),VSWR = EmaxEmin=1 + r1 - rEmaxEminpage 7 0+R+jX-jXRectilinear impedance plane.-90o0o180o+-.2.4.6.81.090o 0 0等電抗圓等電抗圓等電阻圓等電阻圓Smith Chart 圓圖上圓圖上 一點一點位置反映對應(yīng)的阻抗位置反映對

3、應(yīng)的阻抗(R+jx)和和反射反射(模和相位模和相位)GLZ = 0=180 O1(短路點) Z = L=0 O1G(開路點) Z = ZoL= 0G大電阻區(qū)大電阻區(qū)小電阻區(qū)小電阻區(qū)電感區(qū)電感區(qū)電容區(qū)電容區(qū) Z=R+jx Z=R+jx page 8RL / RSRSRLRL = RS: 負載上最大功率傳輸負載上最大功率傳輸 Zs = R + jXZL = Zs* = R - jXRL / RS00.20.40.60.811.2012345678910Load Power (normalized)page 9V傳輸V輸入傳輸系數(shù)傳輸系數(shù) = T T=VTransmittedVIncident =

4、tfDUT增益增益 (dB) = 20 Log VTrans VInc = 20 log t插入損耗插入損耗 (dB) = - 20 Log VTrans VInc = - 20 log tpage 10TimeAtoFrequencyf1TimeSin 360 * f * tFrequencyA phase shift = to * 360 * f1fDUT A * Sin 360 * f ( t - t )輸入輸入輸出輸出TimeFrequencyf1page 11系統(tǒng)頻率帶寬內(nèi)幅頻特性為常量系統(tǒng)頻率帶寬內(nèi)幅頻特性為常量MagnitudePhaseFrequencyFrequency系統(tǒng)頻

5、率帶寬內(nèi)相頻特性為線性系統(tǒng)頻率帶寬內(nèi)相頻特性為線性 V = a f( t - to)輸出輸出V = f(t)輸入輸入DUTpage 12網(wǎng)絡(luò)分析儀相位補償網(wǎng)絡(luò)分析儀相位補償+=Frequency(Electrical delay )FrequencyPhase 1 /DivoPhase 45 /DivoFrequency 運用運用: 測量器件相位特性測量器件相位特性 難于定量分析相位特性難于定量分析相位特性線性線性 運用運用: 便于對相位特性線性便于對相位特性線性的分析的分析網(wǎng)絡(luò)分析儀的相位補償處理功能：網(wǎng)絡(luò)分析儀的相位補償處理功能： 電延遲功能電延遲功能( Electrical delay）

6、:通過時間補償消除被測件相頻通過時間補償消除被測件相頻特性中線性部分特性中線性部分 相位偏移相位偏移Phase offset): 被測件相位特性中加入固定偏置被測件相位特性中加入固定偏置 端口延伸端口延伸Port Extension)：測試儀表端口電延時補償：測試儀表端口電延時補償page 13in radiansin radians/secin degreesf in Hertz (w = 2 p f)fwfGroup Delay (t )g =-d fd w=-1360od fd f*Frequency群時延抖動群時延抖動平均時延平均時延totg 網(wǎng)絡(luò)分析儀通過測試相網(wǎng)絡(luò)分析儀通過測試相/

7、頻特性得頻特性得到器件延遲性能到器件延遲性能GD 抖動反映器件相位特性線性抖動反映器件相位特性線性GD平均值反映器件的平均時延平均值反映器件的平均時延PhasefDfFrequencyDwwpage 14PhasePhaseGroup DelayGroup Delay-d f-d fd w-d f-d fd wffffpage 15TransmittedIncident傳輸特性傳輸特性增益增益S參數(shù)參數(shù)S21,S12群延時群延時Delay傳輸系數(shù)傳輸系數(shù)相位相位PhaseReflectedIncident反射特性反射特性SWRS參數(shù)參數(shù)S11,S22反射系數(shù)反射系數(shù)阻抗阻抗 R+jX, G+j

8、B 反射損耗反射損耗 G, rG, rT,tT,t輸入輸入反射反射輸出輸出RBAAR=BR=page 16S11=ReflectedIncident=b1a1a2= 0S21=TransmittedIncident=b2a1a2= 0S22=ReflectedIncident=b2a2a1= 0S12=TransmittedIncident=b1a2a1= 0輸入輸入傳輸傳輸S21S11反射反射b1a1b2Z0Loada2= 0DUT正向正向輸入輸入傳輸傳輸S12S22反射反射b2a2ba1= 0DUTZ0Load反向反向1S-parameters 電壓線性值定義電壓線性值定義page 17F

9、requencyFrequencyTimeTimepage 18CH1 S21 1og MAG 1 dB/ REF 32 dB 30.991 dB 12.3 dBmC2 IF BW 3 kHz SWP 420 msecSTART 5dBm CW 902 MHz STOP 15 dBm1 dB compression point: 輸入功率增加導致器件增益下降輸入功率增加導致器件增益下降1dB相對測試相對測試輸出輸出1dB壓縮點壓縮點(絕對測試絕對測試) 測試功率測試功率 測試頻率測試頻率01dB 輸入輸入1dB壓縮點壓縮點page 19飽和工作電平飽和工作電平壓縮工作區(qū)壓縮工作區(qū)線性工作區(qū)線性

10、工作區(qū) (slope = small-signal gain)1dBpage 20AmplitudeTimeAM (dB)PM (deg)Mag(AMin)Test StimulusAmplitudeTimeAM (dB)PM (deg)Mag(AMout)Mag(PMout)Output ResponseAM - PM Conversion =Mag(PMout)Mag(AMin)(deg/dB)DUTPower sweepIQAM to PM conversion can cause bit errors輸入功率對器件相位特性的影響輸入功率對器件相位特性的影響page 21l網(wǎng)絡(luò)分析儀測試

11、基本概念網(wǎng)絡(luò)分析儀測試基本概念l網(wǎng)絡(luò)分析儀網(wǎng)絡(luò)分析儀 工作原理工作原理l誤差和校準誤差和校準lENAlPNAPort 2功率分配/開關(guān)源R1APort 1R2B衰減器衰減器測量接收機參考接收機參考接收機反射信號(A)傳輸信號(B)輸入信號輸入信號輸出信號輸出信號DUTRAB輸入源輸入源LO 源源RFN*LO +/- IF反射反射傳輸傳輸輸入?yún)⒖夹盘栞斎雲(yún)⒖夹盘栞斎胄盘栞斎胄盘栞敵鲂盘栞敵鲂盘朆RARl提供被測件激勵信號提供被測件激勵信號l具備頻率和功率掃描功能具備頻率和功率掃描功能l合成源實現(xiàn)合成源實現(xiàn)頻率合成源頻率合成源ALCALCDriverALC 檢測檢測衰減器衰減器源源ALC = 自動

12、電平控制自動電平控制 (automatic level control)l功分器功分器l提供參考信號提供參考信號l寬頻率覆蓋寬頻率覆蓋6 dB50 W50 W6 dBl定向耦合器定向耦合器l電橋電橋l方向性方向性l低插入損耗低插入損耗Main signalCoupled signalRECEIVER / DETECTORPROCESSOR / DISPLAYREFLECTED(A)TRANSMITTED(B)INCIDENT (R)SIGNALSEPARATIONSOURCEIncidentReflectedTransmittedDUT 定向耦合器連接端點定向耦合器連接端點: 反射特性測試點反

13、射特性測試點Test PortDetector(入射信號泄漏入射信號泄漏)(被測件反射方向被測件反射方向)定向耦合器定向耦合器(定向耦合器輸入端定向耦合器輸入端)Data MaxAdd in PhaseDeviceDirectivityReturn LossFrequency03060DUT RL = 40 dBCancel Data 0DeviceDirectivityData = Vector SumDirectivityDeviceData Min 被測件反射信號被測件反射信號與定向耦合器泄漏的與定向耦合器泄漏的 輸入信號輸入信號在接收機端矢量疊加在接收機端矢量疊加 影響測試精度影響測試

14、精度接收機類型Tuned ReceiverScalar broadband (no phase information)Vector(magnitude and phase)DiodeDCACRFIF FilterIF = F LOFRFRFLOADC / DSPRECEIVER / DETECTORPROCESSOR / DISPLAYREFLECTED(A)TRANSMITTED(B)INCIDENT (R)SIGNALSEPARATIONSOURCEIncidentReflectedTransmittedDUT300kHz8.5 GHz混頻器前端混頻器前端ADC / DSP幅度幅度+相位

15、信息相位信息接收機帶寬接收機帶寬 :70kHz-100dBError Due to Interfering Signal0.0010.010.11101000-5-10-15-20-25-30-35-40-45-50-55-60-65-70Interfering signal (dB)Error (dB, deg)phase errormagn error+-網(wǎng)絡(luò)分析儀測試精度與測試動態(tài)范圍關(guān)系網(wǎng)絡(luò)分析儀測試精度與測試動態(tài)范圍關(guān)系T/R vs S-Parameter Test SetslRF always comes out port 1lport 2 is always receiverlr

16、esponse, one-port cal availablelRF comes out port 1 or port 2lforward and reverse measurementsltwo-port calibration possibleTransmission/Reflection Test SetPort 1Port 2SourceBRADUTFwdPort 1Port 2Transfer switchSourceBRAS-Parameter Test SetDUTFwdRevRECEIVER / DETECTORPROCESSOR / DISPLAYREFLECTED(A)TR

17、ANSMITTED(B)INCIDENT (R)SIGNALSEPARATIONSOURCEIncidentReflectedTransmittedDUTl網(wǎng)絡(luò)分析儀測試基本概念網(wǎng)絡(luò)分析儀測試基本概念l網(wǎng)絡(luò)分析儀網(wǎng)絡(luò)分析儀 工作原理工作原理l誤差和校準誤差和校準lENAlPNA通過定期計量消除通過定期計量消除AB負載失配負載失配串擾串擾方向性誤差方向性誤差DUT頻率響應(yīng)誤差頻率響應(yīng)誤差反射跟蹤誤差反射跟蹤誤差傳輸跟蹤誤差傳輸跟蹤誤差R 單端口共單端口共 6 項誤差項誤差 雙端口共雙端口共 12 項誤差項誤差 反射信號反射信號 頻響校準頻響校準 (response校準校準)=歸一化處理歸一化處理

18、(normalization) 簡單簡單 只能消除跟蹤誤差只能消除跟蹤誤差(頻響誤差頻響誤差) 相當于歸一化處理相當于歸一化處理(Datamem, Data/mem) 矢量校準矢量校準需要測試更多校準件需要測試更多校準件可消除更多誤差項目可消除更多誤差項目要求矢量測試能力要求矢量測試能力S11MS11ASHORTOPENLOADthruthruSHORTOPENLOAD電子校準件電子校準件(Ecal)機械校準件機械校準件校準件多次連接校準件多次連接Shorts, Open, Loads, Thru單次連接；多端口校準單次連接；多端口校準Single Connection 不校準不校準 2. 頻響校準頻響校準 3. 1-PORT單端校準單端校準 4. FULL 2-