安捷伦的的网络分析仪ppt课件

1、page 1page 2l网络分析仪测试根本概念网络分析仪测试根本概念l网络分析仪网络分析仪 任务原理任务原理l误差和校准误差和校准lENAlPNApage 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器件性能的描画: 传输特性; 反射特性器件传输特性/反射特性的目的定义 ? Gain, Phase, Group delay VSWR, , , Impedance 影响器件传输/反射特性的要素 ? 任

2、务频率 信号功率 网络分析仪表显示结果任务频率任务频率; 信号功率信号功率page 6 dB全匹配全匹配(ZL = Zo)r rRLVSWR01全反射全反射 (ZL = 开路开路,短短路路 )0 dB1=ZL-ZOZL+OZ=V反射V输入=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阻抗位置反映对

3、应的阻抗(R+jx)和和反射反射(模和相位模和相位)GLZ = 0=180 O1(短路点) Z = L=0 O1G(开路点) Z = ZoL= 0G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 / RSRSRLRL = RS: 负载上最大功率传输负载上最大功率传输 Zs = R + jXZL = Zs* = R - jXRL / 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 =

4、tfDUT增益增益 (dB) = 20 Log VTrans VInc = 20 log t插入损耗插入损耗 (dB) = - 20 Log VTrans VInc = - 20 log tpage 10TimeAtoFrequencyf1TimeSin 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

5、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(Electrical delay )FrequencyPhase 1 /DivoPhase 45 /DivoFrequency 运用运用: 丈量器件相位特性丈量器件相位特性 难于定量分析相位特性难于定量分析相位特性线性线性 运用运用: 便于对相位特性线性便于对相位特性线性的分析的分析网络分析仪的相位补偿处置功能：网络分析仪的相位补偿处置功能： 电延迟功能电延迟功能( Electrical delay:

6、经过时间补偿消除被测件相频经过时间补偿消除被测件相频特性中线性部分特性中线性部分 相位偏移相位偏移Phase offset): 被测件相位特性中参与固定偏置被测件相位特性中参与固定偏置 端口延伸端口延伸Port Extension)：测试仪表端口电延时补偿：测试仪表端口电延时补偿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 网络分析仪经过测试相网络分析仪经过测试相/频

7、特性得频特性得到器件延迟性能到器件延迟性能GD 抖动反映器件相位特性线性抖动反映器件相位特性线性GD平均值反映器件的平均时延平均值反映器件的平均时延PhasefDfFrequencyDwwpage 14PhasePhaseGroup DelayGroup Delay-d f-d fd w-d f-d fd 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

8、 反射损耗反射损耗 G, rG, rT,tT,t输入输入反射反射输出输出RBAAR=BR=page 16S11=ReflectedIncident=b1a1a2= 0S21=TransmittedIncident=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 17Fr

9、equencyFrequencyTimeTimepage 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: 输入功率添加导致器件增益下降输入功率添加导致器件增益下降1dB相对测试相对测试输出输出1dB紧缩点紧缩点(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紧缩点紧缩点page 19饱和任务电平饱和任务电平紧缩任务区紧缩任务区线性任务区线性任

10、务区 (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 21l网络分析仪测试根

11、本概念网络分析仪测试根本概念l网络分析仪网络分析仪 任务原理任务原理l误差和校准误差和校准lENAlPNAPort 2功率分配/开关源R1APort 1R2B衰减器衰减器丈量接纳机参考接纳机参考接纳机反射信号(A)传输信号(B)输入信号输入信号输出信号输出信号DUTRAB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提供被测件鼓励信号提供被测件鼓励信号l具备频率和功率扫描功能具备频率和功率扫描功能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

12、平控制自动电平控制 (automatic level control)l功分器功分器l提供参考信号提供参考信号l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l方向性方向性l低插入损耗低插入损耗Main signalCoupled signalRECEIVER / DETECTORPROCESSOR / DISPLAYREFLECTED(A)TRANSMITTED(B)INCIDENT (R)SIGNALSEPARATIONSOURCEIncidentReflectedTransmittedDUT 定向耦合器衔接端点定向耦合器衔接端点: 反射特性测试点反射

13、特性测试点Test PortDetector(入射信号走漏入射信号走漏)(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 LossFrequency03060DUT 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走漏的与定向耦合器走漏的 输入信号输入信号在接纳机端矢量叠加在接纳机端矢量叠加 影响测试精度影响测试精

14、度接纳机类型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混频器前端混频器前端ADC / DSP幅度幅度+相位信

15、息相位信息接纳机带宽接纳机带宽 :70kHz-100dBError Due to Interfering Signal0.0010.010.11101000-5-10-15-20-25-30-35-40-45-50-55-60-65-70Interfering 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 receiverlre

16、sponse, 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)TRA

17、NSMITTED(B)INCIDENT (R)SIGNALSEPARATIONSOURCEIncidentReflectedTransmittedDUTl网络分析仪测试根本概念网络分析仪测试根本概念l网络分析仪网络分析仪 任务原理任务原理l误差和校准误差和校准lENAlPNA经过定期计量消除经过定期计量消除AB负载失配负载失配串扰串扰方向性误差方向性误差DUT频率呼应误差频率呼应误差反射跟踪误差反射跟踪误差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 频响校准频响校准 (response校准校准)=归一化处置归一化处置(

18、normalization) 简单简单 只能消除跟踪误差只能消除跟踪误差(频响误差频响误差) 相当于归一化处置相当于归一化处置(Datamem, Data/mem) 矢量校准矢量校准需求测试更多校准件需求测试更多校准件可消除更多误差工程可消除更多误差工程要求矢量测试才干要求矢量测试才干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衔接校准件多次衔接Shorts, Open, Loads, Thru单次衔接；多端口校准单次衔接；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-