Agilent网络分析仪原理及使用.ppt
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1、Agilent 系列系列 网络分析仪网络分析仪l l网络分析仪测试基本概念网络分析仪测试基本概念网络分析仪测试基本概念网络分析仪测试基本概念l l网络分析仪网络分析仪网络分析仪网络分析仪 工作原理工作原理工作原理工作原理l l误差和校准误差和校准误差和校准误差和校准l lENAENAl lPNAPNA网络分析仪网络分析仪网络分析仪网络分析仪双功器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系统组成及器件功能系统组成及器件功能平衡/非平衡转换射频信号在器件中的传播射频信号在器件中的传播 Lightwave
2、入射入射反射反射透射透射 RF/MW网络分析仪测试要讨论的网络分析仪测试要讨论的问题问题l l器件性能的描述器件性能的描述器件性能的描述器件性能的描述:传输特性传输特性传输特性传输特性;反射特性反射特性反射特性反射特性l l器件传输特性器件传输特性器件传输特性器件传输特性/反射特性的指标定义反射特性的指标定义反射特性的指标定义反射特性的指标定义?Gain,Phase,Group delay VSWR,Impedancel 影响器件传输影响器件传输影响器件传输影响器件传输/反射特性的因素反射特性的因素反射特性的因素反射特性的因素?工作频率工作频率工作频率工作频率 信号功率信号功率信号功率信号功率
3、l l 网络分析仪表网络分析仪表网络分析仪表网络分析仪表显示结果显示结果显示结果显示结果工作频率工作频率;信号功率信号功率反射特性的参数定义反射特性的参数定义:dB全匹配全匹配(ZL=Zo)r rRLVSWR01全反射全反射(ZL=开路开路,短路短路)0 dB1Voltage Standing Wave RatioVoltage Standing Wave Ratio=ZL-ZOZL+OZ=V反射V输入=rFG=rG=-20 log(r),VSWR =EmaxEmin=1+r1-rEmaxEmin 驻波比驻波比驻波比驻波比 反射系数反射系数反射系数反射系数(电压比值电压比值电压比值电压比值)反
4、射损耗反射损耗反射损耗反射损耗 (功率比值功率比值)Z Z0:0:传输线特性阻抗传输线特性阻抗传输线特性阻抗传输线特性阻抗Z Z1:1:传输线终端负载传输线终端负载传输线终端负载传输线终端负载传输信号包络传输信号包络传输信号包络传输信号包络史密斯圆图史密斯圆图史密斯圆图史密斯圆图 (Smith Chart)(Smith Chart)对阻抗和反射的描述对阻抗和反射的描述对阻抗和反射的描述对阻抗和反射的描述 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
5、图上圆图上 一点位一点位置反映对应的置反映对应的阻抗阻抗(R+jx)和和反反射射(模和相位模和相位)等反射系数圆等反射系数圆等反射系数圆等反射系数圆半径半径半径半径:反射大小反射大小反射大小反射大小相角相角相角相角:反射相位反射相位反射相位反射相位GLZ =0=180 O1(短路点短路点)Z =L=0 O1G(开路点开路点)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 反射特性的说明反射特性的说明RL/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-jX对于复阻抗对于复阻抗对于复阻抗对于复阻
6、抗:功率最大传输效率条件功率最大传输效率条件功率最大传输效率条件功率最大传输效率条件:ZL=ZS*(共轭匹配共轭匹配)RL/RS00.20.40.60.811.2012345678910Load Power(normalized)传输特性传输特性V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 t线性器件与非线性器件线性器件与非线性器件线性特性线性特性线性特性线性特性:l l 输入信
7、号与输出信号同频率输入信号与输出信号同频率输入信号与输出信号同频率输入信号与输出信号同频率l l 输出信号幅度和相位会发生变化输出信号幅度和相位会发生变化输出信号幅度和相位会发生变化输出信号幅度和相位会发生变化TimeAtoFrequencyf1TimeSin 360 *f*tFrequencyA phase shift=to*360 *f1fDUT A*Sin 360 *f(t-t )输入输入输出输出TimeFrequency非线性特性非线性特性非线性特性非线性特性:l l 输入输入输入输入/输出信号不同频率输出信号不同频率输出信号不同频率输出信号不同频率l l 产生新的频率成份产生新的频率
8、成份产生新的频率成份产生新的频率成份f1满足满足波形不失真线性系统波形不失真线性系统的条件的条件 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幅度幅度幅度幅度/频率特性要求频率特性要求频率特性要求频率特性要求相位相位相位相位/频率特性要求频率特性要求频率特性要求频率特性要求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DUT对系统对系统相位特性相位特性的描述的描述 网络分析仪相位补偿网络分析仪相位补偿+=Frequency(Electrical dela
9、y)Frequency器件相频特性器件相频特性器件相频特性器件相频特性器件相位非线性器件相位非线性器件相位非线性器件相位非线性Phase 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:电延迟功能电延迟功能电延迟功能电延迟功能(Electrical delay(Electrical delay):通过时间补偿消除被测件相频特性中线性部分通过时间补偿消除被测件相频特性中线性部分 相位偏移(相位偏移(相位偏移(相位偏移(Phase offs
10、et)Phase offset):被测件相位特性中加入固定偏置被测件相位特性中加入固定偏置 端口延伸(端口延伸(端口延伸(端口延伸(Port Extension)Port Extension):测试仪表端口电延时补偿测试仪表端口电延时补偿群时延群时延Group Delay(GD)in 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 网络分析仪通过测试相网络分析仪通过测试相网络分析仪通过测试相网络分
11、析仪通过测试相/频特性得频特性得频特性得频特性得到器件延迟性能到器件延迟性能到器件延迟性能到器件延迟性能l lGD 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抖动反映器件相位特性线性抖动反映器件相位特性线性l lGDGD平均值反映器件的平均时延平均值反映器件的平均时延平均值反映器件的平均时延平均值反映器件的平均时延PhasefDfFrequencyDwwapertureaperturePhasePhaseGroup DelayGroup Delay-d f fd w w-d f fd w wffff通过通过群时延群时延指标反映指标反映器件相位线性器件相位线性相位抖动相同相位抖动相同
12、相位抖动相同相位抖动相同群延时不同群延时不同群延时不同群延时不同完整的器件指标描述完整的器件指标描述TransmittedIncident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=S参数的定义参数的定义 S11=ReflectedIncident=b1a1a2=0S21=TransmittedIncident=b2a1a2=0S22=R
13、eflectedIncident=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器件的非线性失真器件的非线性失真Nonlinear Networks 器件饱和器件饱和器件饱和器件饱和,串扰串扰串扰串扰,交调等交调等交调等交调等非线性过程非线性过程非线性过程非线性过程导致导致导致导致传输信号传输信号传输信号传输信号波形失真波形失真波形失真波形失真F
14、requencyFrequencyTimeTime输入信号输入信号输入信号输入信号输出信号输出信号输出信号输出信号CH1 S21 1og MAG 1 dB/REF 32 dB 30.991 dB 12.3 dBmC2 IF BW 3 kHz SWP 420 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)器件的功率动态范围器件的功率动态范围:输入输入1dB压缩点压缩点 测试功率测试功率 测试频
15、率测试频率01dB器件的功率动态范围器件的功率动态范围:输出输出1dB压缩点压缩点饱和工作电平饱和工作电平输出信号功率输出信号功率输出信号功率输出信号功率 (dBm)(dBm)输入信号功率输入信号功率输入信号功率输入信号功率 (dBm)(dBm)压缩工作区压缩工作区线性工作区线性工作区(slope=small-signal gain)1dBAM/PM 转换对系统的影响转换对系统的影响AmplitudeTimeAM(dB)PM(deg)Mag(AMin)Test StimulusAmplitudeTimeAM(dB)PM(deg)Mag(AMout)Mag(PMout)Output Respon
16、seAM-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l l网络分析仪测试基本概念网络分析仪测试基本概念网络分析仪测试基本概念网络分析仪测试基本概念l l网络分析仪网络分析仪网络分析仪网络分析仪 工作原理工作原理工作原理工作原理l l误差和校准误差和校准误差和校准误差和校准l lENAENAl lPNAPNA网络分析仪网络分析仪网络分析仪网络分析仪网络分析仪组成框图网络分析仪组成框图Port
17、 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网络分析仪组成网络分析仪组成网络分析仪组成网络分析仪组成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显示单元处理显示单元网络分析仪网络分析仪测试测试信号流程信号流程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BR:被测件正向传输特性被测件正向传输特性被测件正向传输特性被测件正向传输特性AR:被测件输入端反射特性被测件输入端反射特性被测件输入端反射特性被测件输入
18、端反射特性信号源信号源l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端口稳定点频输出端口稳定点频输出端口稳定点频输出端口稳定点频输出:span=0Hz,max sweep timespan=0Hz,max sweep timeALCALCDriverALC 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)源功率控制源功率控制源功率控制源功率控制源功率控制部分源功率控制部分源功率控制部分源功率控制部分=ALC:ALC:小范围功率调整小范围功率调整小范围功率调整
19、小范围功率调整,功率扫描功率扫描功率扫描功率扫描+衰减器衰减器衰减器衰减器:大范围功率调整大范围功率调整大范围功率调整大范围功率调整Range1Range1Range2Range2Range3Range3.信号分离装置信号分离装置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 signalCoupled signalRECEIVER/DETECTORPROCESSOR/DISPLAYREFLECTED(A)TRANSMITTED(B)INCIDENT(R)SIGNALSEPARA
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- Agilent 网络分析 原理 使用
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