网络分析仪详细使用教程

1、page 1page 2page 3双功器LO LC 滤波器功分器TX IF LC滤波器耦合器隔离器平衡/非平衡转换混频器LNA放大器SAW 滤波器SAW 滤波器天线射频前端模块平衡/非平衡转换page 4 Lightwave入射入射反射反射透射透射 RF/MWpage 5 Gain, Phase, Group delay VSWR, , , Impedancel 工作频率工作频率; 信号功率信号功率page 6 dB全匹配全匹配(ZL = Zo) RLVSWR01全反射全反射 (ZL = 开路开路,短路短路 )0 dB1=ZL-ZOZL+OZ=V反射V输入=F= -20 log(),VSWR

2、 = EmaxEmin=1 + 1 - EmaxEmin (功率比值功率比值)page 7 0+R+jX-jXRectilinear impedance plane.-90o0o180o+-.2.4.6.81.090o 0 0等电抗圆等电抗圆等电阻圆等电阻圆Smith Chart 圆图上圆图上 一点一点位置反映对应的位置反映对应的阻抗阻抗(R+jx)和和反射反射(模和相位模和相位)LZ = 0=180 O1(短路点短路点) Z = L=0 O1(开路点开路点) Z = ZoL= 0大电阻区大电阻区小电阻区小电阻区电感区电感区电容区电容区 Z=R+jx Z=R+jx page 8RL / RSR

3、SRLRL = RS: 负载上最大功率传输负载上最大功率传输 Zs = R + jXZL = Zs* = R - jX ZL = ZS* (共轭匹配共轭匹配)RL / RS00.20.40.60.811.2012345678910Load Power (normalized)page 9V传输V输入传输系数传输系数 = T T=VTransmittedVIncident = tf tfDUT增益增益 (dB) = 20 Log VTrans VInc = 20 log t t插入损耗插入损耗 (dB) = - 20 Log VTrans VInc = - 20 log t tpage 10Ti

4、meAtoFrequencyf1TimeSin 360 * f * tFrequencyA phase shift = to * 360 * f1fDUT A * Sin 360 * f ( t - t )输入输入输出输出TimeFrequencyf1page 11系统频率带宽内幅频特性为常量系统频率带宽内幅频特性为常量MagnitudePhaseFrequencyFrequency系统频率带宽内相频特性为线性系统频率带宽内相频特性为线性 V = a f( t - to)输出输出V = f(t)输入输入DUTpage 12网络分析仪相位补偿网络分析仪相位补偿+=Frequency(Electr

5、ical delay )FrequencyPhase 1 /DivoPhase 45 /DivoFrequency 应用应用: 测量器件相位特性 难于定量分析相位特性线性 应用应用: 便于对相位特性线性的分析网络分析仪的相位补偿处理功能：网络分析仪的相位补偿处理功能： page 13in radiansin radians/secin degreesf in Hertz (w = 2 p f)fwfGroup Delay (t )g =-d fd w=-1360od fd f*Frequency群时延抖动群时延抖动平均时延平均时延totg PhasefDfFrequencyDwwpage 14

6、PhasePhaseGroup DelayGroup Delay- -d f fd w w- -d f fd w wffffpage 15TransmittedIncident传输特性传输特性增益增益S参数参数S21,S12群延时群延时Delay传输系数传输系数相位相位PhaseReflectedIncident反射特性反射特性SWRS参数参数S11,S22反射系数反射系数阻抗阻抗 R+jX, G+jB 反射损耗反射损耗 , , T,tT,t输入输入反射反射输出输出RBAAR=BR=page 16S11=ReflectedIncident=b1a1a2= 0S21=TransmittedInc

7、ident=b2a1a2= 0S22=ReflectedIncident=b2a2a1= 0S12=TransmittedIncident=b1a2a1= 0输入输入传输传输S21S11反射反射b1a1b2Z0Loada2= 0DUT正向正向输入输入传输传输S12S22反射反射b2a2ba1= 0DUTZ0Load反向反向1S-parameters 电压线性值定义电压线性值定义page 17FrequencyFrequencyTimeTimepage 18CH1 S21 1og MAG 1 dB/ REF 32 dB 30.991 dB 12.3 dBmC2 IF BW 3 kHz SWP 4

8、20 msecSTART 5 5dBm CW 902 MHz STOP 15 dBm1 dB compression point: 输入功率增加导致器件增益下降输入功率增加导致器件增益下降1dBl相对测试相对测试l输出输出1dB压缩点压缩点(绝对测试绝对测试) 测试功率测试功率 测试频率测试频率01dB 输入输入1dB压缩点压缩点page 19饱和工作电平饱和工作电平压缩工作区压缩工作区线性工作区线性工作区 (slope = small-signal gain)1dBpage 20AmplitudeTimeAM (dB)PM (deg)Mag(AMin)Test StimulusAmplitu

9、deTimeAM (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输入功率对器件相位特性的影响输入功率对器件相位特性的影响page 21Port 2功率分配/开关源R1APort 1R2B衰减器衰减器测量接收机参考接收机参考接收机反射信号(A)传输信号(B)输入信号输入信号输出信号输出信号DUT信号源信号源信号分离装置信号分离装置接收机接收机处理

10、显示单元处理显示单元RAB输入源输入源LO 源源RFN*LO +/- IF反射反射传输传输输入参考信号输入参考信号输入信号输入信号输出信号输出信号BRARl提供被测件激励信号提供被测件激励信号l具备具备频率和功率扫描频率和功率扫描功能功能l合成源实现合成源实现频率合成源频率合成源ALCALCDriverALC 检测检测衰减器衰减器源源ALC = 自动电平控制自动电平控制 (automatic level control)l功分器功分器提供参考信号提供参考信号宽频率覆盖宽频率覆盖6 dB50 W50 W6 dBl定向耦合器定向耦合器l电桥电桥方向性方向性低插入损耗低插入损耗Main signal

11、Coupled signalRECEIVER / DETECTORPROCESSOR / DISPLAYREFLECTED(A)TRANSMITTED(B)INCIDENT (R)SIGNALSEPARATIONSOURCEIncidentReflectedTransmittedDUT 定向耦合器连接端点定向耦合器连接端点: 反射特性测试点反射特性测试点Test PortDetector(入射信号泄漏入射信号泄漏)(被测件反射方向被测件反射方向)定向耦合器定向耦合器(定向耦合器输入端定向耦合器输入端)Data MaxAdd in PhaseDeviceDirectivityReturn Los

12、sFrequency03060DUT RL = 40 dBCancel Data 0DeviceDirectivityData = Vector SumDirectivityDeviceData Min 被测件反射信号被测件反射信号与定向耦合器泄漏的与定向耦合器泄漏的 输入信号输入信号在接收机端矢量叠加在接收机端矢量叠加 影响测试精度影响测试精度接收机类型Tuned ReceiverScalar broadband (no phase information)Vector(magnitude and phase)DiodeDCACRFIF FilterIF = F LOFRFRFLOADC /

13、 DSPRECEIVER / DETECTORPROCESSOR / DISPLAYREFLECTED(A)TRANSMITTED(B)INCIDENT (R)SIGNALSEPARATIONSOURCEIncidentReflectedTransmittedDUT300kHz8.5 GHz混频器前端混频器前端ADC / DSP幅度幅度+相位信息相位信息接收机带宽接收机带宽 :70kHz-100dBError Due to Interfering Signal0.0010.010.11101000-5-10-15-20-25-30-35-40-45-50-55-60-65-70Interfer

14、ing signal (dB)Error (dB, deg)phase errormagn error+-网络分析仪测试精度与测试动态范围关系网络分析仪测试精度与测试动态范围关系T/R vs S-Parameter Test SetslRF always comes out port 1lport 2 is always receiverlresponse, one-port cal availablelRF comes out port 1 or port 2lforward and reverse measurementsltwo-port calibration possibleTran

15、smission/Reflection Test SetPort 1Port 2SourceBRADUTFwdPort 1Port 2Transfer switchSourceBRAS-Parameter Test SetDUTFwdRevRECEIVER / DETECTORPROCESSOR / DISPLAYREFLECTED(A)TRANSMITTED(B)INCIDENT (R)SIGNALSEPARATIONSOURCEIncidentReflectedTransmittedDUTAB负载失配负载失配串扰串扰方向性误差方向性误差DUT频率响应误差频率响应误差l传输跟踪误差传输跟踪误差R 单端口共单端口共 6 项误差项误差 双端口共双端口共 12 项误差项误差 反射信号反射信号l S11MS11ASHORTOPENLOADthruthruSHORTOPENLOAD电子校准件电子校准件(Ecal)机械校准件机械校准件校准件多次连接校准件多次连接Shorts, Open, Loads, Thru单次连接；多端口校准单次连接；多端口校准Single Connection 不校准不校准 2. 频响校准频响校准 3. 1-PORT单端校准单端校准 4. FULL 2-PORT双端校准双端校准l复杂,校准件多次连接l高精度l消除测试中所有