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矢量網絡分析儀有哪些關鍵技術指標?

日期:2022-07-27 08:04
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摘要: 什麽是網絡分析儀? 網絡分析儀可用於表征射頻(RF)器件。盡管*初隻是測量 S 參數,但為了優於被測器件,現在的網絡分析儀已經高度集成,並且非常先進。 射頻電路需要獨特的測試方法。在高頻內很難直接測量電壓和電流,因此在測量高頻器件時,必須通過它們對射頻信號的響應情況來對其進行表征。網絡分析儀可將已知信號發送到器件、然後對輸入信號和輸出信號進行定比測量,以此來實現對器件的表征。 早期的網絡分析儀隻測量幅度。這些標量網絡分析儀可以測量回波損耗、增益、駐波比,以及執行其他一些基於幅度的測量...
什麽是網絡分析儀?
網絡分析儀可用於表征射頻(RF)器件。盡管*初隻是測量 S 參數,但為了優於被測器件,現在的網絡分析儀已經高度集成,並且非常先進。
射頻電路需要獨特的測試方法。在高頻內很難直接測量電壓和電流,因此在測量高頻器件時,必須通過它們對射頻信號的響應情況來對其進行表征。網絡分析儀可將已知信號發送到器件、然後對輸入信號和輸出信號進行定比測量,以此來實現對器件的表征。
早期的網絡分析儀隻測量幅度。這些標量網絡分析儀可以測量回波損耗、增益、駐波比,以及執行其他一些基於幅度的測量。現如今,大多數網絡分析儀都是矢量網絡分析儀——可以同時測量幅度和相位。矢量網絡分析儀是用途極廣的一類儀器,它們可以表征 S 參數、匹配複數阻抗、以及進行時域測量等。矢量網絡分析儀
比如,其中的 PNA-X 矢量網絡分析儀便是一款優異網絡分析儀。
這個測量示例的上等框圖顯示,有一個正向發送的信號通過被測器件的輸入端到達了輸出端。從器件的輸入端到輸出端的測量被稱為正向測量。
網絡分析儀的接收端可以測量入射、反射和傳輸的信號,以便計算正向 S 參數。
通用網絡分析儀的方框圖
矢量網絡分析儀的關鍵技術指標
矢量網絡分析儀既是信號發生器又是接收機,因此它們有大量非常必要的技術指標。在本節中,您將了解到網絡分析儀的一些關鍵技術指標。
*大頻率 - VNA 的*大頻率是指其能夠測量的*高頻率。網絡分析儀的接收端帶有模數轉換器(ADC),它可將輸入信號轉換為數字格式。然後,即可對這些信號進行分析和顯示。但是 ADC 不具備在射頻範圍轉換信號的能力,因此入射信號必須下變頻到它的工作頻率。這個工作頻率稱為中頻(IF)。
動態範圍 - 動態範圍是指能夠測量元器件響應的功率範圍。
此圖顯示了定義動態範圍的兩種不同方式。係統動態範圍是指用於儀器技術指標的值。
係統動態範圍是指在不采用升壓放大器、不考慮被測器件增益時的儀器功能。儀器的*大源功率是指它的*大功率電平,即 Pref
接收機動態範圍是指采用功率放大時的儀器動態範圍。與將源功率作為*大功率電平不同,這個技術指標以儀器的接收端能夠測量的*大功率 Pmax 為基礎
下方左側圖中顯示了帶通濾波器 S21 測量的一條跡線,它顯示了儀器的動態範圍。跡線的上限比較平坦,下限包含一些噪聲。讓凯时kb88來看一下哪些因素決定了這些邊界的形狀。
動態範圍的*大功率電平是由源功率電平的上限和接收機的壓縮點決定的。
組成接收機的混頻器和放大器在達到飽和之前、或達到*大輸出之前,隻能處理這麽多的功率。當一個器件處於飽和區域時,其輸入和輸出之間不再存在線性關係。

放大器的飽和可在下方右側圖中看到。在輸入功率高於 1W 時,實際輸出(紅色)會偏離理想輸出(綠色)。這種現象稱為壓縮。接收機無法捕獲高於其壓縮點的任何器件輸出的信號。輸入功率的這種限製就構成了動態範圍的上限。

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