对于电缆测试的时域方法

1、对于电缆测试的时域方法Page概述概述 E5071C 选件 010 提供了时域功能，该功能用于将在频域中可以用通用网络分析仪测量的波形从数学上变换为时域中的波形。 左图示出了使用同一电缆时在频域和时域中的波形。频域中的波形呈现由于失配而引起的波动，但很难判断这些失配的位置。相反依据时域中的波形，则可以确定失配的位置和大小。Page时域反射测量技术 (TDR) 和时域分析的历史 采用与雷达相同的工作原理 把一个冲激信号送入一条被测电缆 (或其他可能不是良好导体的被测器件或设备)，当该冲激信号到达电缆末端或电缆上的某个故障点时，一部分或全部冲激信号便会被返射回测试仪表。TDR 测量方法就是把一个冲

2、激或阶跃激励信号发送到被测器件，然后观察信号在时域内的响应。测试时，使用一台阶跃信号发生器和一台宽带示波器，把阶跃信号发生器产生的上升沿速度极快的激励信号送进被测传输线，然后用宽带示波器观察传输线上某处入射电压波形和反射电压波形，通过测量入射电压与反射电压之比，便能计算出传输线上这个阻抗不连续点处的阻抗值，而这个阻抗不连续点的位置则可以作为时间函数根据信号沿着传输线传播的速度计算出来。Page架构图Page使用矢量网络分析仪的时域模式 矢量网络分析仪测量器件的频率响应，并用数学方法把测得的数据进行时域变换，以便将频域信息变换到时域，用时间作为横轴显示测量结果。矢量网络分析仪采用线性调频Z 快速

3、傅立叶变换技术进行这一数学计算 图 6a 和 6b 说明了同一条电缆的频域和时域反射响应，频域反射测量 (图 6a) 是在整个被测频率范围内由电缆中存在的不连续性反射的所有信号的组合。估计那些失配的位置是困难的。然而，时域测量 (图 6b) 显示了每个不连续性的影响随着时间 (或距离) 的变化，并轻松地确定失配的位置和大小。Page使用矢量网络分析仪的时域模式 矢量网络分析仪测量器件的频率响应，并用数学方法把测得的数据进行时域变换，以便将频域信息变换到时域，用时间作为横轴显示测量结果。矢量网络分析仪采用线性调频Z 快速傅立叶变换技术进行这一数学计算. 在传输模式下，网络分析仪测量二端口器件的传

4、输函数随频率的变化。逆变换将传输函数变换成二端口器件的冲激响应。阶跃响应和冲激响应的结果可以通过把输入的阶跃信号或冲激信号与冲激响应相卷积计算出来。 所得到的测量结果是几乎实时显示的被测试器件完全经过校正的时域反射或传输响应。这时，响应值 (纵轴所表示的测试结果) 分别在时间或距离上间隔显示，这样就超越了简单的频率特征范围，对被测器件的特性作更深入的分析Page脉冲信号和阶跃信号脉冲信号和阶跃信号 使用 E5071C，可以模拟 DUT 对两类信号（脉冲信号和阶跃信号）的响应。脉冲信号是一种脉冲形状信号，其中电压从 0 上升到某个值，然后再返回到 0。脉冲宽度取决于频率扫描范围。阶跃信号是电压从

5、 0 上升到某个值的信号。上升时间取决于频率扫描范围内的最大频率。Page脉冲信号和阶跃信号响应脉冲信号和阶跃信号响应Page 阻抗发生变化时候的响应情况，由于发生遮蔽效应，所以后一次响应要比第一次幅值低Page传输响应 (低通和带通) 在时域传输测量结果的显示中，横轴以时间单位显示。进行直通连接校准的响应结果是一个在 t = 0 秒处高度为 1 的冲激，表明冲激是在零时间、无损耗地通过。当插入器时，时间轴指示的是被测器件的传播时延或电长度。需要注意的是，在时域传输测量结果中，矢量网络分析仪屏幕上 x 轴显示的值是实际电长度，而不是像反射测量中的双向传播时间。游标读出的仍然是以时间和距离为单位

6、的电长度。为了得到实际物理长度，需要给矢量网络分析仪输入速度换算系数Page窗函数的应用由于测量系统的带宽有限，故在频域测量的起始和终止频率处存在很陡峭的突变。正是这种频带限制 (或数据截断) 引起了时域响应中的过冲和振铃，在没有应用窗函数的冲激激励中这些过冲或振铃表现为 sin(x)/x 的形状。这种非理想冲激产生了两个限制时域响应有效性的效果。Page窗函数对于电路时域的影响Page选通 选通可以让您有选择地去除或加入时域响应。其他的时域响应数据然后再变换回频域，这时的频域数据已经去除了 应该被选通掉 的响应。选通操作会改善响应的质量， 因为经过选通的频率响应与器件真实的频率响应更接近Pa

7、ge测量范围 在时域中，测量范围定义为在未遇到反复的响应时，可以进行测量的一段时间。这种反复的响应被称为混叠。响应反复会有规律地在一定的时间间隔上发生。在任何测量中，只要增加测量的时间跨度，都会观察到混叠响应。 混叠的产生是因为频域数据的采集是在离散频率点而不是在连续频率上进行的。采样功能的结果是每个时域响应都以1/f 秒重复 (根据数学理论，冲激和采样功能的傅立叶逆变换卷积就产生了每 1/f 秒的重复)。这个时间段决定了测量范围，它等于响应重复之间的时间间隔。Page测量范围计算实例 测量范围 (米) = (1/f) x Vf x c 式中: f = 频率步长 (等于频率跨度/测试点数) V

8、f = 传输线的速度变换系数 c = 光速 = 3 x 108 m/s (精确值为 2.997925 x 108 m/s) (大多数使用聚乙烯介质的电缆的相对速度变换系数是 0.66，聚四氟乙烯介质的相对速度变换系数是 0.7)PagePagePage测量电缆参数测量电缆参数 概述概述 本部分介绍一个示例说明如何利用时域功能来检测电缆中发生失配的位置。Page1. 设置测量条件设置测量条件Page2.执行1 端口校准PagePagePagePagePage 在电缆末端更换OPEN/Short/不接校准件观察线缆测试结果，并分别截图 保存PagePageE5072A ENA 安捷伦E5072A矢

9、量信号分析仪是一款ENA系列中新成员，它能提供灵活和高性能的测试平台。 E5072A可提供可配置的测试系统，可通过各种路径提取信号，如内部源、接收机、电桥和网络仪的测试端口，这样有助于提高接收机的灵敏度，并且可添加外设完成多种多样的测试需求。和E5071C相比，尤其适合于高/低功率、高动态范围的测试，具有较好的测试灵活性和低价格；频率范围30KHz 到4.5/8.5GHz输出功率-85dBm- +16dBm测试动态范围123dB（扩展后可达151dB）轨迹噪声0.004dB(70 kHz IFBW)端口数2校准件电子/机械特性：1.2端口，30KHz 到4.5/8.5GHz；2.输出功率-85

10、 到+16 dBm;3.宽IF带宽下可获得123dB的动态范围，通 过直接对仪器内部的信号提取可获得151dB 的正向测试动态范围，减小轨迹噪声影响；4.极快的扫描速度：扫描时间23 ms,比 8753ES 快35倍(1601 点, 全双端口校准, 1 GHz 到 1.2 GHz）；5. 10.4英寸触摸屏，window操作系统，代码兼 容8753ES；6. 适合高/低功率有源器件测试，大动态范围测试；PageE5071C ENA频率范围9 kHz 到4.5, 6.5, 8.5, 14, 20 GHz 输出功率-85dBm- +10dBm测试动态范围123dB轨迹噪声0.004dB(70 kH

11、z IFBW)端口数2/4/22校准件电子/机械/TRL特性：1.频率覆盖范围： 9 kHz to 20 GHz；2.动态范围: 123 dB；3.快速的测量速度比8753ES快20倍；4.灵活的多端口配置: 可达22 端口；5.内置bias tees 和直流测量辅助端口： 可进行同步的直流评估；6.高级的混频器、放大器特性描述： 频率偏移模式（选件）；7.时域分析能力（选件）；8.开放的windows操作系统，具有USB, LAN, GPIB等接口；9.10.4英寸LCD触摸屏，前置可移除的硬盘； 安捷伦E5071C是一款具有速度、精度和多功能等优势的网络分析仪。具有很宽的测试能力。它提供了

12、高效灵活的测试，可用于无线通信、汽车电子、半导体和材料等领域的生产和研发。PageE5071C ENA 22端口配置(E5092A)E5071C ENA 4端口配置PageE5061B ENA LF-RF network analyzer特性：1.S 参数测试端口(5 Hz to 3 GHz, 50 )2.增益相位测试端口( 5 Hz to 30 MHz, 1 M /50 ) ；3. 内置的直流偏置源（端口1和LF输出端口， 可达40 Vdc)；4.紧凑的外形(长度254 mm)；5.内置VBA；6.网络分析及阻抗分析二合一； 安捷伦E5061B 是最近新增的行业标准ENA系列网络分析仪。通过

13、添加选件E5061B-3L5 可将网络分析频率范围向下扩展到5Hz ，同时射频段频率可覆盖到3GHz。 E5061B可在一个较宽的频率覆盖范围上提供基础测试和S参数的测量能力，同时在益相位测试端口也具有很高的低频原件和电路的测试性能。 E5061B的频率覆盖范围广，可覆盖低频器件例如DC-DC变换器和传感器，也可覆盖到无线电系统中的射频器件测试。 E5061B可用于无线通信(RFID)，航空，防卫，计算机，医用（ MRI ），汽车电子，CATV等行业。频率范围5Hz 到1.5/3GHz输出功率45 dBm - +10 dBm测试动态范围120 dB (10 Hz IFBW) 轨迹噪声0.005

14、dB(3 kHz IFBW)端口数2校准件电子/机械Page N522xA PNA1.频率可达67GHz；2.双端口单源或者四端口双源；3.127 dB 系统动态范围，131 dB 接收 动态范围, 32001 点, 32 通道, 15 MHz 中频带宽；3.高输出功率 (+13 dBm) 和宽功率扫描 范围 (38 dB)；4.最高的动态精度: 0.1 dB 压缩（ 测试 端口输入信号+12 dBm）；5.低噪底：-114 dBm （10 Hz 中频带宽）；6. 10.4英寸触摸屏，4个脉冲源，两个脉冲 调制器，功率范围扩展，bias-tee；频率范围10MHz 到13.5,/26.5/43

15、.5/ 50/ 67 GHz输出功率 +13dBm测试动态范围131 dB 轨迹噪声0.004 (100kHZ IF带宽）端口数2/4校准件机械/电子/TRL PNA系列是最高性能微波网络分析仪，可对有源还或是无源器件测试。共有5个频率型号13.5, 26.5, 43.5, 50, or 67 GHz, 可根据需求选择。安捷伦PNA应用范围非常广，可对滤波器，双工器，放大器，频率转换器等做相关测试。PNA的高性能特性使得它成为理想的解决方案，并且在毫米波，信号完整性，材料测试当中也具有良好的性能，拥有业界最高精度的S参数测量。PNA系列能够提供高功率源和最好的线性接收机，可提供业界最宽的功率范

16、围。PagePNA-X 524XA特性：1.频率范围：10 MHz 到13.5 GHz /26.5GHz/ 43.5 GHz/ 50 GHz/67 GHz；2.2 端口或 4 端口，具有两个内置信号源；3.132 dB 系统动态范围和 130 dB 接收机动态 范围、32001 点、32 通道、5 MHz IF 带宽；4.高输出功率（+18 dBm）、低谐波（-60 dBc） 和宽功率扫描范围（38 dB）;5.最佳动态精度在接收机端0.1 dB 压缩和 +13 dBm 输入功率;6.在 10 Hz IFBW 时仅有 -114 dBm 的低本底噪声;7.内置4个脉冲发生器，2个脉冲调制器，合路

17、器， 可完成脉冲测试和IMD测试；8.内置噪声测试机接收机可直接完成噪声系数测量；9.前面板和后面板上的跳线接口可以灵活的配置， 完成各种复杂的测试； 安捷伦PNA-X系列网络分析仪拥有业界第一的性能，主要应用于高性能有源器件的测试，可以帮助您最小化设计重复次数，测试系统完成性，更重要的是简化了测试过程。业界领先的性能和高集成度，灵活的配置使得PNA-X成为理想的综合性网络分析仪解决方案。Page N5264A PNA-X 天线测量接收机 PNA-X 测量接收机在全部五个测量通道上的数据采样率高达 400000 点/秒，为天线测试树立了新的行业标准。其销量是市场上任何其他天线接收机的两倍。PN

18、A-X 天线接收机可与 MXG 或 PSG 信号源以及现有的 85309A 分布式频率转换器和 85320A/B 混频器兼容。包含 MXG信号源的接收机在现有天线应用范围内能够完全取代 8530A 和 8360 信号源，而且通常可将系统速度提高 10 倍。此外，内置的 8510/8530A 代码仿真软件还可替代现有天线应用范围中使用的 8530A。 这款专用接收机是航空航天和无线行业中的天线测试工程师测试雷达和卫星通信设计的最佳解决方案。这些行业需要大量数据来全面表征复杂的信号阵列。特性：1.可在 5 个接收机信道上同时进行数据采集， 数据采集速率高达 400000 点/秒2.具有 5 个 I

19、F 输入，可用于同时进行测量；3.快速连续波（Fast-CW）模式支持 5 亿点 数据缓冲器（选件 118）；4.内置具有 +10 dBm 输出功率的 26.5 GHz 本振源（选件 108）5.接收机动态范围比现有天线接收机大 20 dB （10 Hz IFBW 时为 135 dB），且每个单元 具有多达 5 个通道；6.8510/8530A 的内置代码仿真软件使您能够 轻松进行更换；7.具有 LAN 端口和 2 个 GPIB 端口，以及 TTL I/O 控制端口Page FieldFox 射频分析仪是全球功能最全的手持式仪器，适用于无线网络的安装和维护。重量仅 6 磅（2.7 千克），但该

20、手持式分析仪集成了 7 大功能：无需硬件升级，通过软件许可证即可方便地在购买后添加任意功能全面的灵活性可简化您的决策过程。此外，该分析仪还具有坚固耐用、紧凑、轻质且防水的包装，包括交流/直流适配器、电池、便携包和用户手册在内的标配附件，以及可通过订购 N9910X 射频和微波手持式分析仪附件获得的其他相关件。N9912A FieldFox特性：1.电缆和天线测试（电缆故障定位, 回波损耗等)；2.电缆损耗测试；3.插入损耗和传输性能测试；4.频谱分析（干扰分析，ACPR,OBW），回放；5.使用 USB 接口的功率传感器进行功率测试；6.矢量网络分析测试，显示史密斯圆图；7.矢量电压表；优点：1.一体化 CalReady ，QuickCal 校准功 能,无需外部校准件,频率达6Ghz；2. CalReady 保证开机即可校准3.比传统手持测试仪表测试速度快50%；4.在频谱分析仪模式下动态范围大 (96 dB)、灵敏度高 (-148 dBm)；5.无风扇设计（防尘，防水）；6.符合军标要求，结实耐用；8.6.5 英寸 LED背光显示，适合任何天 气状况；9.4小时电池时间，外部存储接口，GPS,2.7Kg, 工作温度-10 C 至 +5