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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 1电子元器件集成电路芯片High-frequency device电池什麼是网絡分析仪的分析對象?CommunicationComputerNeo-Audio Visual通信多媒体2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)EinErefEtr3A/DDSP CPUDisplayATTATT820kHz B.P.F20kHz L.P.FAMP800kHz 820k 500.82MHz 811.8MHz812.62
2、1312.62MHz 812.621MHz5500MHz XTALSampler网絡分析仪原理输输入功能块块 （ 通道）处处理器功能块块输输出功能块块（Ex.：Network Analyzer with5Hz to 500MHz）4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5网絡分 析仪原理被測器件應用 vs 測量功能6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
3、* 導納* 群延時 * 电压駐波比* 前向反向傳輸 * 輸入輸出反射7网絡 分析仪原理S 參數（散射矩陣）b *1b 1a 1前向測量S21S12S11S22b 2b * 2 反向測量a 2被測器件S11 S12 b1 = S11 a1 + S12 a2S21 S22 b2 = S21 a1 + S22 a2S =8网絡分析 仪原理 阻抗參數1 + r Z : 被測件的复數阻抗1 r Zo : 特性阻抗R + jX R = RsX = wLs = - Y = G =B = = wCsZ =1 wCs1 Z= G + jB1 Rp1 wLpZ =阻抗复數單位能用數學描述分成实部和虛部，或者幅度和
4、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9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.10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
5、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11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 用於端口器件或帶有終端器的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 +ED1EsERS11ARF INS11MS11AER1 ES S11A 12-
6、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13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VHA N/ARF NA14蜂巢式手机的电路框图与使用的主要元器件RX SYNTHEPARFAMPPower Amp RF FilterR
7、FAMPDEMMAIN CPUSUB CPUSPEAKERLCD MODULEKEY BOARDMODCODEDATA CONT.MEMORYMicrophoneRX SYNTHEVCOTCXOVCORF FilterVCOIF FilterRF FilterRF FilterANTDuplexerDPX高頻器件VHF NA RF NA (R3765/R3767CG)15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Microwave ba
8、ndMili-wave band貭檢測試VHF bandSemi-microwave band16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17晶体諧振器的諧振頻率測量实例 (曲綫噪声的改善)| Z | Z |RBW 10kHzRBW 10kHz0.02dB0.01dB (傳統型仪器)(R3754)18a. 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
9、 : 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19u 解決了用傳統法做驅動电平測量的問題10nW100nW100W 1st time 2nd timesX times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 CI20濾波器測量的一鍵應用功能x 1dBBand widthDLFDHFDLF2DHF2m1p0p1Dx 2dBSpurious levelfcConstant lossInsertion lossPass band rippleSpurious levelm2No
10、minal Frequency fcentLoss:Insertion loss Lossc:Constant loss BW: x1dB bandwidth fc: Center frequency DFl1: Lower frequency at the point x1dB below DFr1: Higher frequency at the point x1dB below DFl2: Lower frequency at the point x2dB below DFr2: Lower frequency at the point x2dB below Pass:Pass band
11、 ripple value Reject: Rejection level Spurious: Spurious level P0le x1: Local min. value 1 (low frequency side of the max. value) P0le stim1: Frequency of local min. value 1 P0le x2: Local min. value 1 (low frequency side of the max. value) P0le stim2: Frequency of local min. value 1測量項目濾波器測量21在无线电话
12、中的主要元部 件2nd IF filter2nd IF filterCeramic filter1st IF filter1st IF filter2nd local synthesizer2nd local synthesizer! !st st local synthesizer local synthesizerTxTx circuit spacer filter circuit spacer filterLocal filterLocal filterDividerDividerPower AMPPower AMPCouplerCouplerIsolatorIsolatorConnec
13、torConnectorAntenna common/Antenna common/ HF top filterHF top filterLow noise amplifierLow noise amplifierRx inter circuit filterRx inter circuit filterAntennaAntennaVCOPLL moduleSAW filterVCO PLL moduleChip multi-layer 3dB Hybrid couplerDielectric filter Chip multi-layer LC filter SAW filterGaAs M
14、MICChip multi-layer Hybrid couplerChip multi-layer filterGaAs MMICDi-electric filterChip multi-layer filterSAW filterDi-electric filterSAW filter RF diode switchMicro axial connectorChip di-lelectric antenna Chip multi-layer antennaGaAs FETGaAs FETNote: Not allowed to deliver the customers22在PC中的主要元器件Power circuit section Power circuit section High voltage chip layer ceramic condenserLarge capacity chip layer ceramic condenserChip PTC thermister for over heatingChip NTC
