矢量网络分析仪的原理及测试方法

1矢量网络分析仪的原理及测试方法深圳市南方联合实业有限公司2电子元器件集成电路芯片High-frequencydevice电池什麼是网絡分析仪的分析對象?CommunicationComputerNeo-AudioVisual通信多媒体3网絡分析仪原理器件网絡分析方法通過每個工作頻點的掃描去測量信号傳輸和反射的幅度与相位變化量值．器件网絡电路入射波(Ein)反射波(Eref)傳輸波(Etr)EinErefEtr4A/DDSPCPUDisplayATTATT820kHzB.P.F20kHzL.P.FAMP800kHz820k～500.82MHz811.8MHz812.62～1312.62MHz812.621MHz5～500MHzX’TALSampler网絡分析仪原理输入功能块（×ｎ通道）处理器功能块输出功能块（Ex.：NetworkAnalyzerwith5Hzto500MHz）5网絡分析仪原理器件測量應用範圍*濾波器(晶体／电感电容／陶瓷／介貭／声表面波)*双工器*放大器*隔離器*負載，終端器*环路器*电纜綫*功分器*振蕩器*耦合器*綫圈，电容*延迟綫*天綫6网絡分析仪原理被測器件應用vs測量功能幅度特性相位特性延時特性电平特性回波損耗駐波比阻抗圓圖极坐标圖正交阻抗濾波器OOOOOOO諧振器OOOOOO延迟綫OO綫圈O电容器OO傳輸綫OOOO电纜綫OOOO分配器OO天綫OOOO磁头OOO放大器OOOOOOO變压器OO頻率轉換器O各種功能模块OOOOOOOOO7网絡分析仪原理矢量网絡分析參數傳輸反射*幅度響應*反射系數*衰減／增益*阻抗*相位響應*導納*群延時*电压駐波比*前向／反向傳輸*輸入／輸出反射8网絡分析仪原理S–參數（散射矩陣）b*1b1a1前向測量S21S12S11S22b2b*2反向測量a2被測器件S11S12b1=S11a1+S12a2S21S22b2=S21a1+S22a2S=9网絡分析仪原理阻抗參數1+rZ:被測件的复數阻抗1–rZo:特性阻抗R+jXR=RsX=wLs=-Y=G=B==wCsZ=1wCs1Z=G+jB1Rp1wLpZ=阻抗复數單位能用數學描述分成实部和虛部，或者幅度和相位兩部分，為了簡化复數阻抗的解讀，我們採用了實密斯阻抗圓图來分解讀出．10网絡分析仪原理系統誤差(具有重复性的)*信号源匹配－由於信号源,电橋,耦合器,功分器*負載匹配－由於被測件*頻率響應－連接綫損耗,电橋*定向性－駐波比电橋潛伏的誤差*相對於溫度/時間的漂移*信号源/接收器的內部噪声*連接器的重复性誤差通過仪器的校正過程能最大的減小系統誤差的不確定度.11网絡分析仪原理數據較准僅做頻率跟踪誤差較正做幅度方面的頻率特性較正．執行過程簡單，但由於多路反射的原因，選擇2端口全校正能做到更准確的測量．＊傳輸測量當移去被測件后，使用一個直通標准器去校正頻率特性誤差包括連接綫和連接器．＊反射測量－開路或短路標准器具必須被選用．－當使用開路標准器時，執行NORMALIZE(THRU)功能．－當使用短路標准器時，執行NORMALIZE(SHORT)功能．12１端口全校正做反射測量時的定向性，信号源匹配和頻率跟踪的誤差校正．用於１端口器件或帶有終端器的２端口器件的精度反射測量．需用三種標准校正器具，開路器，短路器和負載器．測量端口：當連接開路，短路和負載器時在每個端口獲得校正數據．ED:定向性ES:信号源匹配ER:頻率跟踪S11M:測量數據(在校正前)S11A:真正數據S11M=ED+ED1EsERS11ARFINS11MS11AER1–ESS11A13-需用開路／短路／負載／直通4種標准校正器具反射特性：在每個端口得到開路／短路／負載的較正數據．每個標准器具應有与直通器相同的电子長度去消除电長誤差．傳輸特性：用直通標准器連接並做直通短路校正．2端口全校正*定向性*信号源匹配*負載匹配*傳輸跟踪*補償反射跟踪*高精度校正2端口器件的所有S參數14通信車用电子IT設备游戲机TV/DVD應用元器件Advantest网絡分析仪的應用範圍晶体諧振器晶体濾波器陶瓷振盪器陶瓷濾波器SAW濾波器介貭濾波器VHAN/ARFNA15蜂巢式手机的电路框图与使用的主要元器件RXSYNTHEPARFAMPPowerAmpRFFilterRFAMPDEMMAINCPUSUBCPUSPEAKERLCDMODULEKEYBOARDMODCODEDATACONT.MEMORYMicrophoneRXSYNTHEVCOTCXOVCORFFilterVCOIFFilterRFFilterRFFilterANTDuplexerDPX高頻器件VHFNARFNA(R3765/R3767CG)16測試方案頻率帶寬自動設备系統測試•高頻夾具技術•自動分選處理裝置高精度高性能高可靠性低成本高產量网絡分析仪做生產綫測試進一步各種應用測試网絡分析仪做產品開發測試工位測試网絡分析仪做元器件測試的系統配置MicrowavebandMili-waveband貭檢測試VHFbandSemi-microwaveband17晶体諧振器測量應用需低的噪声电平做反諧振頻率測量RBW优化測量需小的曲綫噪声作諧振頻率測量18晶体諧振器的諧振頻率測量实例(曲綫噪声的改善)|Z||Z|RBW10kHzRBW10kHz0.02dB0.01dB(傳統型仪器)(R3754)19a.4元素L1R1C1C0C0:並行电容C1:動态电容L1:動态电感R1:等效串行电阻b.6元素L1R1C1C0G0R0C0:並行电容C1:動态电容L1:動态电感R1:等效串行电阻G0:极間电導R0:极間电阻晶体諧振器等效电路常數的分析應用功能等效电路常數分析20解決了用傳統法做驅動电平測量的問題10nW100nW100µW1sttime2ndtimesXtimes用RLA法做驅動电平的測量問題：1.由於需要重复掃描,測試速度非常慢2.困難地看到驅動电平的关系對於Fr与CI21濾波器測量的一鍵應用功能x1dBBandwidthDLFDHFDLF2DHF2m1p0p1Dx2dBSpuriouslevelfcConstantlossInsertionlossPassbandrippleSpuriouslevelm2NominalFrequencyfcentLoss:InsertionlossLossc:ConstantlossBW:x1dBbandwidthfc:CenterfrequencyDFl1:Lowerfrequencyatthepointx1dBbelowDFr1:Higherfrequencyatthepointx1dBbelowDFl2:Lowerfrequencyatthepointx2dBbelowDFr2:Lowerfrequencyatthepointx2dBbelowPass:PassbandripplevalueReject:RejectionlevelSpurious:SpuriouslevelP0lex1:Localmin.value1(lowfrequencysideofthemax.value)P0lestim1:Frequencyoflocalmin.value1P0lex2:Localmin.value1(lowfrequencysideofthemax.value)P0lestim2:Frequencyoflocalmin.value1測量項目濾波器測量22在无线电话中的主要元部件2ndIFfilterCeramicfilter1stIFfilter2ndlocalsynthesizer!stlocalsynthesizerTxcircuitspacerfilterLocalfilterDividerPowerAMPCouplerIsolatorConnectorAntennacommon/HFtopfilterLownoiseamplifierRxintercircuitfilterAntennaVCOPLLmoduleSAWfilterVCOPLLmoduleChipmulti-layer3dBHybridcouplerDielectricfilterChipmulti-layerLCfilterSAWfilterGaAsMMICChipmulti-layerHybridcouplerChipmulti-layerfilterGaAsMMICDi-electricfilterChipmulti-layerfilterSAWfilterDi-electricfilterSAWfilterRFdiodeswitchMicroaxialconnectorChipdi-lelectricantennaChipmulti-layerantennaGaAsFETGaAsFETNote:Notallowedtodeliverthecustomers23在PC中的主要元器件PowercircuitsectionHighvoltagechiplayerceramiccondenserLargecapacitychiplayerceramiccondenserChipPTCthermisterforoverheatingChipNTCThermisterfor2ndbatterycontrolDC/DCconverterChipEmi-filChipcoilSwitchingpowersupplierInputsystemPiezovibrationgyroHDD/DVD/CD-ROMsectionHighsensitivitychipimpactsensorChipceramicresonatorLCDsectionCPU/MemorycontrolsectionInterfacesectionDC/DCconverterPiezotransformerChipferritebeezeHighvoltagechiplayerceramiccondenserChipferritebeezeChiplayerdelaylineChipceramicresonatorChipvaristorChipferritebeezePiezosounderPTCthermisterforUSBcircuitprotectionModemmoduleHighvoltagechiplayerceramiccondenserNote：Notallowedtodeliverthecustomers24R3860ARF元器件分析仪R3768/3770微波矢量网络分析仪25R3860A/R3768/R3770介绍(1)•RF元器件分析仪R3860A•20GHz微波矢量网络分析仪R3770•8GHz矢量网络分析仪R3768--option混频测量（矢量）8GHz20GHz8/20GHz频率optionoptionBuilt-in谐波测量optionoptionoptionVSIM--option*1差动放大器测量-2/3/4-portWMT-15R3768-2/3/4-portWMT-15R3770option2/3/4/6*1-portWMT-20R3860A混频测量（标量）测试端口平台26R3770/R3768的目标市场•ANTSW模块(PinDiode)•SAW滤波器•通信基站滤波器•作为通用推广产品去抢占微波矢网的市场27R3860A/R3768/R3770介绍(2)•R3860ARFComponentAnalyzer–市场目标在IC制造厂！–市场目标在通讯设备的开发生产！–重点在开发部和生产线！•R37688GHzNetworkAnalyzer–主要市场目标在SAW,FEM的生产厂！–作为8GHz矢网的通用推广产品•R377020GHzNetworkAnalyzer–市场目标在SAW,FEM的开发部门！–作为20GHz矢网的通用推广产品28全校正对于4端口器件测量,一次性可做所有S参数的全校正（6path,16paramet