Agilent系列网络分析仪课件

Agilent

系列

网络分析仪网络分析仪测试基本概念网络分析仪工作原理误差和校准ENAPNA网络分析仪双功器LOLC滤波器功分器TXIFLC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系统组成及器件功能平衡/非平衡转换网络分析仪测试要讨论的问题器件性能的描述:传输特性;反射特性器件传输特性/反射特性的指标定义?

Gain,Phase,GroupdelayVSWR,,,Impedance

影响器件传输/反射特性的因素?

工作频率

信号功率

网络分析仪表显示结果

反射特性

传输特性工作频率;信号功率反射特性的参数定义:¥

dB全匹配(ZL=Zo)rRLVSWR01全反射

(ZL=开路,短路)0dB1¥VoltageStandingWaveRatio=ZL-ZOZL+OZ=V反射V输入=rFG=rG=-20log(r),VSWR=EmaxEmin=1+r1-rEmaxEmin驻波比反射系数(电压比值)反射损耗(功率比值)Z0:传输线特性阻抗Z1:传输线终端负载传输信号包络史密斯圆图(SmithChart)对阻抗和反射的描述¥®0+R+jX-jXRectilinearimpedanceplane.-90o0o180o+-.2.4.6.81.090o¥0等电抗圆等电阻圆SmithChart圆图上一点位置反映对应的阻抗(R+jx)和反射(模和相位)等反射系数圆半径:反射大小相角:反射相位GLZ=0=±180O1(短路点)Z=

L=0O1G(开路点)Z=ZoL=0G大电阻区小电阻区电感区电容区Z=R+jx传输特性V传输V输入传输系数=T=VTransmittedVIncident=tÐfDUT增益(dB)=20LogVTransVInc=20logt插入损耗(dB)=-20LogVTransVInc=-20logt线性器件与非线性器件线性特性:

输入信号与输出信号同频率输出信号幅度和相位会发生变化TimeAtoFrequencyf1TimeSin360*f*t°FrequencyAphaseshift=to*360*f°1fDUT

A*Sin360*f(t-t)°°输入输出TimeFrequency非线性特性:

输入/输出信号不同频率产生新的频率成份f1满足波形不失真线性系统的条件

系统频率带宽内幅频特性为常量MagnitudePhaseFrequencyFrequency幅度/频率特性要求相位/频率特性要求系统频率带宽内相频特性为线性V=af(t-to)输出V=f(t)输入DUT群时延GroupDelay(GD)inradiansinradians/secindegreesfinHertz(w=2pf)fwfGroupDelay(t)g=-dfdw=-1360odfdf*Frequency群时延抖动平均时延totg

网络分析仪通过测试相/频特性得到器件延迟性能GD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PhasefDfFrequencyDwwaperturePhasePhaseGroupDelayGroupDelay-dfdw-dfdwffff通过群时延指标反映器件相位线性相位抖动相同群延时不同完整的器件指标描述TransmittedIncident传输特性增益S参数S21,S12群延时Delay传输系数相位PhaseReflectedIncident反射特性SWRS参数S11,S22反射系数阻抗R+jX,G+jB反射损耗

G,rT,t输入反射输出RBAAR=BR=器件的非线性失真

NonlinearNetworks

器件饱和,串扰,交调等非线性过程导致传输信号波形失真FrequencyFrequencyTimeTime输入信号输出信号CH1S211ogMAG1dB/REF32dB30.991dB12.3dBmC2IFBW3kHzSWP420msecSTART5dBmCW902MHzSTOP15dBm1dBcompressionpoint:

输入功率增加导致器件增益下降1dB相对测试输出1dB压缩点(绝对测试)器件的功率动态范围:

输入1dB压缩点测试功率测试频率01dB输入1dB压缩点器件的功率动态范围:

输出1dB压缩点饱和工作电平输出信号功率(dBm)输入信号功率(dBm)压缩工作区线性工作区 (slope=small-signalgain)1dB网络分析仪测试基本概念网络分析仪工作原理误差和校准ENAPNA网络分析仪网络分析仪组成框图Port2功率分配/开关源R1APort1R2B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)输入信号输出信号DUT网络分析仪组成•信号源•信号分离装置•接收机•处理显示单元网络分析仪测试信号流程RAB输入源LO源RFN*LO+/-IF反射传输输入参考信号输入信号输出信号BR:被测件正向传输特性AR:被测件输入端反射特性信号分离装置功分器提供参考信号宽频率覆盖6dB50W50W6dB定向耦合器电桥方向性低插入损耗MainsignalCoupledsignalRECEIVER/DETECTORPROCESSOR/DISPLAYREFLECTED(A)TRANSMITTED(B)INCIDENT(R)SIGNALSEPARATIONSOURCEIncidentReflectedTransmittedDUT

定向耦合器连接端点:反射特性测试点TestPortDetectorDirectivity方向性反映定向耦合器分离两个相反传输方向信号的能力.被测件端口(入射信号泄漏)(被测件反射方向)定向耦合器输入方向反射方向定向耦合器用于器件反射性能测试(定向耦合器输入端)DataMaxAddinPhaseDeviceDirectivityReturnLossFrequency03060DUTRL=40dBCancelData»0DeviceDirectivityData=VectorSumDirectivityDeviceDataMin被测件反射信号与定向耦合器泄漏的输入信号在接收机端矢量叠加影响测试精度网络分析仪的测试动态范围接收机带宽:10Hz接收机带宽:70kHz-100dB接收机噪声电平高，网络分析测试动态范围小接收机噪声电平小,网络分析测试动态范围大网络分析仪测试动态范围和测试精度phaseerrormagnerror+-网络分析仪测试精度与测试动态范围关系T/RvsS-ParameterTestSetsRFalwayscomesoutport1port2isalwaysreceiverresponse,one-portcalavailableRFcomesoutport1orport2forwardandreversemeasurementstwo-portcalibrationpossibleTransmission/ReflectionTestSetPort1Port2SourceBRADUTFwdPort1Port2TransferswitchSourceBRAS-ParameterTestSetDUTFwdRev显示处理单元RECEIVER/DETECTORPROCESSOR/DISPLAYREFLECTED(A)TRANSMITTED(B)INCIDENT(R)SIGNALSEPARATIONSOURCEIncidentReflectedTransmittedDUT标识(marker)读取测试结果极限判断(limitlines)显示比例和标识文件处理………..网络分析仪测试基本概念网络分析仪工作原理误差和校准ENAPNA网络分析仪网络分析仪测量误差系统误差由于测试仪表原理或测试设备引起变化有规律能够被定量描述可通过校准消除随机误差随时间随机变化不能通过校准消除引起随机误差的原因:设备噪声开关重复性连接器重复性飘移误差校准后仪表性能变化主要由温度变化造成通过定期计量消除被测件性能测试数据系统误差随机误差飘移误差反射参数测试误差分析AB源失配负载失配串扰方向性误差DUT频率响应误差反射跟踪误差传输跟踪误差R单端口共6项误差双端口共12项误差反射信号A接收机信号=被测件反射信号+误差信号

频响校准(response校准)=归一化处理(normalization)

简单

只能消除跟踪误差(频响误差)

相当于归一化处理(Datamem,Data/mem)

矢量校准需要测试更多校准件可消除更多误差项目要求矢量测试能力S11MS11ASHORTOPENLOADthruthru校准的基本分类校准的概念校准网络分析仪误差的过程

测量参数已知的标准件,得到误差项将测试结果中误差项成份消除反射测试

存在三项误差:方向性,源失配,反射通道频率响应频响校准(推荐标准件:short)消除频响误差

1-port单端校准消除3项误差

反射传输测试

存在12项误差频响校准(校准件:through)消除频响误差

full2port双端口校准消除12项误差calkit:定义校准件数据definitionfile用户可定义校准件:校准件定义必须和实际校准件相符SHORTOPENLOADENA支持的校准件方式电子校准件(Ecal)机械校准件校准件多次连接Shorts,Open,Loads,Thru单次连接；多端口校准SingleConnection不同的校准方法总结

不校准2.频响校准

3.1-PORT单端校准4.FULL2-PORT双端校准DUTSHORTOPENSHORTOPENSHORTOPENthru方便消除频率相应误差不要求高精度传输测试=直通反射测试=短路反射测试消除测试端口所有误差

Directivity

Sourcematch

Reflectiontracking校准件:openshor