1、會(huì)計(jì)學(xué)1矢量矢量(shling)網(wǎng)絡(luò)分析儀介紹網(wǎng)絡(luò)分析儀介紹第一頁(yè)，共16頁(yè)。高頻(o pn)信號(hào)的特性傳輸(chun sh)信號(hào)參考(cnko)信號(hào)傳輸傳輸增益 / 損耗S-參數(shù)S21, S12群時(shí)延傳輸系數(shù)插入相位 反射信號(hào)參考信號(hào)反射反射SWRS-參數(shù)S11, S22反射系數(shù)阻抗,導(dǎo)納R+jX, G+jB 回波損耗 G, rT,t參考信號(hào)反射信號(hào)傳輸信號(hào)RBAAR=BR=第1頁(yè)/共16頁(yè)第二頁(yè)，共16頁(yè)。反射(fnsh)參數(shù) dB無反射無反射(fnsh)(ZL = Zo)r rRLVSWR01全反射全反射(ZL = open, short)0 dB1=ZL-ZOZL+OZ反射系數(shù)反射系數(shù)

2、=VreflectedVincident=rFG=rG回波損耗回波損耗 = -20 log(r),電壓電壓(diny)駐波比駐波比VSWR = EmaxEmin=1 + r1 - rEmaxEmin第2頁(yè)/共16頁(yè)第三頁(yè)，共16頁(yè)。傳輸(chun sh)參數(shù)VTransmittedVIncident傳輸(chun sh)系數(shù) = T=VTransmittedVIncident = tfDUT增益(zngy) (dB) = 20 Log VTrans VInc = 20 log t插入損耗 (dB) = - 20 Log VTrans VInc = - 20 log t第3頁(yè)/共16頁(yè)第四頁(yè)，共

3、16頁(yè)。線形(xin xn)特性/非線形(xin xn)特性的表征線形特性線形特性:輸入和輸出的頻率相同，不會(huì)輸入和輸出的頻率相同，不會(huì)(b hu)產(chǎn)生其它頻率的信號(hào)產(chǎn)生其它頻率的信號(hào)輸出信號(hào)較輸入信號(hào)只可能在幅輸出信號(hào)較輸入信號(hào)只可能在幅度和相位上改變度和相位上改變Frequencyf1TimeSin 360o * f * tFrequencyA 相位漂移 = to * 360o * f1fDUTTimeAto A * Sin 360o * f (t - to)輸入輸入(shr)輸出輸出Time非線形特性非線形特性:l輸出的信號(hào)可能發(fā)生頻率的改變（如混頻器）l可能其它頻率附加信號(hào)（如諧波、互

4、調(diào)產(chǎn)物） Frequencyf1第4頁(yè)/共16頁(yè)第五頁(yè)，共16頁(yè)。群時(shí)延初始相位弧度/秒度f(wàn) Hz (w = 2 p f)fwf群時(shí)延 (t )g =-d fd w=-1360od fd f*Frequency群時(shí)延紋波平均(pngjn)時(shí)延totgPhasefDfFrequencyDwwl群時(shí)延的紋波能夠說明相位的失真l通過平均時(shí)延能夠得到(d do)DUT的長(zhǎng)度第5頁(yè)/共16頁(yè)第六頁(yè)，共16頁(yè)。測(cè)量(cling)S-Parameters S11=反射信號(hào)參考信號(hào)=b1a1a2= 0S21= 傳輸信號(hào)參考信號(hào)=b2a1a2= 0S22=反射信號(hào)參考信號(hào)=b2a2a1= 0S12= 傳輸信號(hào)參

5、考信號(hào)=b1a2a1= 0參考(cnko)信號(hào)傳輸(chun sh)信號(hào)S21S11反射信號(hào)b1a1b2Z0Loada2= 0DUT正向正向參考信號(hào)傳輸信號(hào)S12S22反射信號(hào)b2a2ba1=0DUTZ0Load反向反向1第6頁(yè)/共16頁(yè)第七頁(yè)，共16頁(yè)。矢量(shling)網(wǎng)絡(luò)分析儀框圖接收接收 / 檢波檢波信號(hào)處理信號(hào)處理 / 顯示顯示反射反射(A)傳輸傳輸(B)參考參考 (R)功分器功分器信號(hào)源信號(hào)源參考信號(hào)反射信號(hào)傳輸信號(hào)DUT第7頁(yè)/共16頁(yè)第八頁(yè)，共16頁(yè)。系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差由于儀器本身以及測(cè)試設(shè)置的不理想引起由于儀器本身以及測(cè)試設(shè)置的不理想引起不隨時(shí)間發(fā)生變化不隨時(shí)間發(fā)生變化隨機(jī)誤

6、差隨機(jī)誤差隨時(shí)間隨機(jī)變化隨時(shí)間隨機(jī)變化 (不可預(yù)測(cè)的不可預(yù)測(cè)的)主要主要(zhyo)原因有原因有: 儀器的噪聲儀器的噪聲, 開關(guān)和連接器的重復(fù)性等開關(guān)和連接器的重復(fù)性等漂移誤差漂移誤差校準(zhǔn)完成之后系統(tǒng)的性能發(fā)生的一些變化校準(zhǔn)完成之后系統(tǒng)的性能發(fā)生的一些變化主要主要(zhyo)由環(huán)境溫度等變化引起。由環(huán)境溫度等變化引起。測(cè)量誤差模型(mxng)測(cè)量(cling)數(shù)據(jù)未知元件系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差漂移誤差漂移誤差Errors:RE-CALRE-CAL第8頁(yè)/共16頁(yè)第九頁(yè)，共16頁(yè)。系統(tǒng)(xtng)測(cè)量誤差A(yù)B源匹配(ppi)負(fù)載(fzi)匹配Crosstalk方向性DUT頻率響應(yīng)l反射

7、跟蹤 (A/R)l傳輸跟蹤 (B/R)R6個(gè)正向誤差，個(gè)正向誤差，6個(gè)反向誤差個(gè)反向誤差HP公司推出矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀時(shí)，該分析儀被稱為“世界測(cè)量?jī)x器之王”，就是因?yàn)樗麄兲峁┝讼到y(tǒng)的誤差模型，使測(cè)量技術(shù)大大前進(jìn)了一步。第9頁(yè)/共16頁(yè)第十頁(yè)，共16頁(yè)。ED = 方向性ERT = 反射跟蹤ES = 源匹配為修正誤差為修正誤差(wch)，我們測(cè)量，我們測(cè)量3個(gè)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件，從而得到標(biāo)準(zhǔn)件，從而得到3個(gè)公式來來求出個(gè)公式來來求出各項(xiàng)誤差各項(xiàng)誤差(wch)系數(shù)系數(shù)S11MS11AESERTED1RF in誤差適配器誤差適配器S11MS11ARF inIdeall了解這些，我們很容易就能夠得到全雙端口的誤差(w

8、ch)模型S11M = ED + ERT1 - ES S11AS11A反射(fnsh)單端口模型第10頁(yè)/共16頁(yè)第十一頁(yè)，共16頁(yè)。單端口校準(zhǔn)(jio zhn)前后的測(cè)量曲線校準(zhǔn)前校準(zhǔn)后02040606000120002.0回波損耗回波損耗 (dB)VSWR1.11.011.001MHz第11頁(yè)/共16頁(yè)第十二頁(yè)，共16頁(yè)。2端口的誤差(wch)模型l在這里，要求4個(gè)S參數(shù)同步刷新l當(dāng)然使用儀器的測(cè)量人員不需要知道這些誤差修正的公式l但是，能夠了解各項(xiàng)誤差的意義，有助于針對(duì)測(cè)試需求(xqi)做不同的校準(zhǔn)，從而提高效率和測(cè)量的準(zhǔn)確性Port 1Port 2ES11S21S12S22ESEDER

9、TETTELa1b1AAAAXa2b2正向模型= 正向方向性= 正向源匹配= 正向反射跟蹤= 正向負(fù)載匹配= 正向傳輸跟蹤= 正向個(gè)隔離度ESEDERTETTELEX= 反向反射跟蹤= 反向傳輸跟蹤= 反向方向性= 反向源匹配= 反向負(fù)載匹配= 反向隔離度ESEDERTETTELEXPort 1Port 2S11SS12S22ESEDERTETTELa1b1AAAEX21Aa2b2反向模型SaSmEDERTSmEDERTESELSmEXETTSmEXETTSmEDERTESSmEDERTESELELSmEXETTSmEXETT111112221121111222112=-()()()()()(

10、)()()SaSmEXETTSmEDERTESELSmEDERTESSmEDERTESEL212122111122=-1 -()()()()()()ELSmEXETTSmEXETT2112-SESE-()()()()()()mXETTmDERTESELSmEDERTESSmEDERTESELELSmEXETTSmEXETTSa12111111122211212-=()(SmEDERTSmEDERTSa2211122-)()()SmEDERTESELSmEXETTSmEXETT112112-=ESSmEDERTESELELSmEXETTSmEXETT)()()()1222112-1第12頁(yè)/共1

11、6頁(yè)第十三頁(yè)，共16頁(yè)。不同校準(zhǔn)去除(q ch)的誤差項(xiàng)目 l方便、快捷l沒有誤差(wch)修正l測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確l較簡(jiǎn)單l對(duì)測(cè)量精度要求不高時(shí)使用l去除了(ch le)頻率響應(yīng)誤差l用于反射測(cè)量l使用標(biāo)準(zhǔn)的l去除以下誤差項(xiàng)目： 方向性 源匹配 反射跟蹤 l精度最高l去除了以下誤差： 方向性源/負(fù)載匹配反射跟蹤傳輸跟蹤 泄漏干擾 不作校準(zhǔn)不作校準(zhǔn) 響應(yīng)校準(zhǔn)響應(yīng)校準(zhǔn) 單端口校準(zhǔn)單端口校準(zhǔn) 全全2端口端口DUTDUTDUTDUTthruthruENHANCED-RESPONSESHORTOPENLOADSHORTOPENLOADSHORTOPENLOAD未校準(zhǔn)之前的各測(cè)量值為初始值第13頁(yè)/共16頁(yè)第十四頁(yè)