Hiệu chuẩn Máy phân tích mạng (Network Analyzer)

Máy phân tích mạng vector vừa là máy phát và máy thu tín hiệu, do đó chúng có một số lượng lớn các thông số kỹ thuật cần thiết. Trong phần này, bạn sẽ tìm hiểu một số thông số kỹ thuật quan trọng của bộ phân tích mạng.

Tần số tối đa

Tần số tối đa của VNA là tần số cao nhất mà nó có thể đo được. Máy thu phân tích mạng chứa bộ chuyển đổi tương tự-kỹ thuật số (ADC) chuyển đổi tín hiệu đến thành định dạng kỹ thuật số. Các tín hiệu này sau đó có thể được phân tích và hiển thị. ADC không thể chuyển đổi tín hiệu ở tần số vô tuyến, vì vậy tín hiệu sự cố phải được chuyển đổi xuống tần số hoạt động của ADC. Tần số hoạt động này được gọi là tần số trung gian (IF).

Dải động

Dải động là dải công suất mà phản hồi của một thành phần được đo.

Hình bên cho thấy hai cách khác nhau để xác định phạm vi động. Phạm vi động của hệ thống là giá trị được sử dụng cho các thông số kỹ thuật của thiết bị.

• Dải động của hệ thống cho biết khả năng của thiết bị mà không có bộ khuếch đại tăng cường và xem xét độ lợi DUT. Công suất nguồn tối đa của thiết bị là mức công suất lớn nhất, P ref .
• Dải động của máy thu là dải động của thiết bị có khuếch đại công suất. Thay vì sử dụng công suất nguồn làm mức công suất tối đa, thông số kỹ thuật này dựa trên công suất tối đa mà bộ thu của thiết bị có thể đo được, P max .

Hình bên trái dưới đây cho thấy dấu vết của phép đo S21 bộ lọc thông dải cho thấy dải động của thiết bị. Giới hạn trên là phẳng và giới hạn dưới là nhiễu. Hãy xem những gì xác định hình dạng của các giới hạn này.

Giới hạn trên của mức công suất của nguồn và điểm nén của máy thu xác định mức công suất lớn nhất của dải động.

Bộ trộn và bộ khuếch đại tạo nên bộ thu chỉ có thể xử lý quá nhiều công suất trước khi chúng bão hòa hoặc đạt công suất tối đa. Khi một thiết bị ở trong vùng bão hòa của nó, không còn mối quan hệ tuyến tính giữa đầu vào và đầu ra.

Độ bão hòa của một bộ khuếch đại có thể được nhìn thấy trong hình dưới đây bên phải. Trên một Watt công suất đầu vào, đầu ra thực tế (màu đỏ) khác với đầu ra lý tưởng (màu xanh lá cây). Hiện tượng này được gọi là nén. Máy thu không thể thu bất kỳ đầu ra thiết bị nào trên điểm nén của máy thu. Giới hạn công suất đầu vào này tạo ra giới hạn trên của dải động.

Công suất ra

Công suất đầu ra cho biết mức công suất mà bộ tạo tín hiệu và bộ đo kiểm của VNA có thể gửi vào DUT. Nó được biểu thị bằng dBm và tham chiếu trở kháng 50 ohm để phù hợp với trở kháng đặc trưng của hầu hết các đường truyền RF.

Công suất đầu ra cao rất hữu ích để cải thiện tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu của phép đo hoặc xác định giới hạn nén của DUT.

Nhiều thiết bị hoạt động, chẳng hạn như bộ khuếch đại, yêu cầu các phép đo công suất cao tuyến tính và phi tuyến đầy thách thức vượt quá giới hạn công suất của bộ phân tích mạng.

Theo dõi tiếng ồn

Tiếng ồn theo dấu vết là tiếng ồn mà bạn nhìn thấy chồng lên các phản hồi DUT do nhiễu ngẫu nhiên trong hệ thống. Nó có thể làm cho tín hiệu trông không mượt mà hoặc thậm chí bị chập chờn.

Tiếng ồn theo vết được giảm thiểu bằng cách tăng công suất thử nghiệm, giảm băng thông của máy thu hoặc bằng cách lấy trung bình.

Các phép đo RF cực kỳ nhạy. Cáp thử nghiệm, đầu nối và đồ đạc có ảnh hưởng đến phép đo. Bạn muốn mô tả đặc điểm của DUT; không phải DUT và các cáp kết nối nó với máy phân tích mạng.

Theo mặc định, các bộ phân tích mạng coi DUT là mọi thứ ngoài các cổng kiểm tra. Việc cân nhắc này có nghĩa là mặt phẳng chuẩn của máy phân tích mạng nằm ở các cổng thử nghiệm. Mọi thứ nằm ngoài mặt phẳng tham chiếu đều được đưa vào phép đo.

Những hình này minh họa mặt phẳng chuẩn trước và sau khi hiệu chuẩn. Trước khi hiệu chuẩn, mọi thứ ngoài cổng của máy phân tích mạng, bao gồm cả cáp và đầu nối, đều được đưa vào phép đo.

Sau khi hiệu chuẩn, mặt phẳng chuẩn đã di chuyển, do đó máy phân tích mạng sẽ hiệu chỉnh cáp và đầu nối và chỉ đo DUT. Ở cấp độ rất cao, việc hiệu chuẩn cho cáp và đầu nối cũng tương tự như việc cân bằng 0 cho trọng lượng bì.

Một số loại máy phân tích mạng phổ biến trên thị trường hiện nay là: