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矢量网络分析仪有哪些关键技术指标?

时间:2022-05-24      阅读:326

  什么是网络分析仪?
 
  网络分析仪可用于表征射频(RF)器件。尽管*初只是测量 S 参数,但为了优于被测器件,现在的网络分析仪已经高度集成,并且非常*。
 
  射频电路需要*的测试方法。在高频内很难直接测量电压和电流,因此在测量高频器件时,必须通过它们对射频信号的响应情况来对其进行表征。网络分析仪可将已知信号发送到器件、然后对输入信号和输出信号进行定比测量,以此来实现对器件的表征。
 
  早期的网络分析仪只测量幅度。这些标量网络分析仪可以测量回波损耗、增益、驻波比,以及执行其他一些基于幅度的测量。现如今,大多数网络分析仪都是矢量网络分析仪——可以同时测量幅度和相位。矢量网络分析仪是用途极广的一类仪器,它们可以表征 S 参数、匹配复数阻抗、以及进行时域测量等。矢量网络分析仪
 
  比如,其中的 PNA-X 矢量网络分析仪便是一款优异网络分析仪。
 
  这个测量示例的上等框图显示,有一个正向发送的信号通过被测器件的输入端到达了输出端。从器件的输入端到输出端的测量被称为正向测量。
 
  网络分析仪的接收端可以测量入射、反射和传输的信号,以便计算正向 S 参数。
 
  通用网络分析仪的方框图
 
  矢量网络分析仪的关键技术指标
 
  矢量网络分析仪既是信号发生器又是接收机,因此它们有大量非常必要的技术指标。在本节中,您将了解到网络分析仪的一些关键技术指标。
 
  *大频率 - VNA 的*大频率是指其能够测量的*高频率。网络分析仪的接收端带有模数转换器(ADC),它可将输入信号转换为数字格式。然后,即可对这些信号进行分析和显示。但是 ADC 不具备在射频范围转换信号的能力,因此入射信号必须下变频到它的工作频率。这个工作频率称为中频(IF)。
 
  动态范围 - 动态范围是指能够测量元器件响应的功率范围。
 
  此图显示了定义动态范围的两种不同方式。系统动态范围是指用于仪器技术指标的值。
 
  系统动态范围是指在不采用升压放大器、不考虑被测器件增益时的仪器功能。仪器的*大源功率是指它的*大功率电平,即 Pref
 
  接收机动态范围是指采用功率放大时的仪器动态范围。与将源功率作为*大功率电平不同,这个技术指标以仪器的接收端能够测量的*大功率 Pmax 为基础
 
  下方左侧图中显示了带通滤波器 S21 测量的一条迹线,它显示了仪器的动态范围。迹线的上限比较平坦,下限包含一些噪声。让我们来看一下哪些因素决定了这些边界的形状。
 
  动态范围的*大功率电平是由源功率电平的上限和接收机的压缩点决定的。
 
  组成接收机的混频器和放大器在达到饱和之前、或达到*大输出之前,只能处理这么多的功率。当一个器件处于饱和区域时,其输入和输出之间不再存在线性关系。
 
  放大器的饱和可在下方右侧图中看到。在输入功率高于 1W 时,实际输出(红色)会偏离理想输出(绿色)。这种现象称为压缩。接收机无法捕获高于其压缩点的任何器件输出的信号。输入功率的这种限制就构成了动态范围的上限。
 
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