前言
矢量網(wǎng)絡(luò)分析（Vector network analyzer 簡(jiǎn)稱VNA）是一種電磁波測(cè)量的測(cè)試設(shè)備。它既能測(cè)量單端口網(wǎng)絡(luò)或兩端口網(wǎng)絡(luò)的各種參數(shù)幅值，又能測(cè)量其相位?？梢詼y(cè)量其幅度、相位、延時(shí)、史密斯圖、極坐標(biāo)以及駐波比等特性。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀是一種功能強(qiáng)大，應(yīng)用廣泛的儀器。在天線、微波射頻（RF）、電路測(cè)試、元器件測(cè)試等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，被稱之為“儀器之王”。因此其價(jià)格也非常昂貴。
近日，深圳市鼎陽(yáng)科技有限公司發(fā)布了國(guó)內(nèi)首款集頻譜分析儀與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀于一身的SVA1000X系列。傳統(tǒng)的頻譜分析儀和跟蹤源配合，只能進(jìn)行標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析。SVA1000X內(nèi)置跟蹤源和反射電橋，能夠同時(shí)掃描幅度和相位，可對(duì)射頻電路網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行矢量S11和S21測(cè)量，并以史密斯圓圖、極坐標(biāo)等方式更精確的顯示射頻電路網(wǎng)絡(luò)特征。下面我們利用這款高性價(jià)比的一體機(jī)產(chǎn)品SVA1015X來測(cè)量一個(gè)標(biāo)稱為48MHz低通濾波器的矢量網(wǎng)絡(luò)特性。
校準(zhǔn)
S11校準(zhǔn)：矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的S11在出廠前已經(jīng)經(jīng)過校準(zhǔn)。因此在沒有特殊情況下不需要校準(zhǔn)。但隨著時(shí)間及環(huán)境的變化，在使用前最好使用廠家提供的校準(zhǔn)件進(jìn)行校準(zhǔn)，消除誤差。S11校準(zhǔn)總共分為三步。在網(wǎng)絡(luò)分析功能下進(jìn)入校準(zhǔn)界面并按儀器提示在Port1端口依次接入‘open’、‘short’、‘load’載校準(zhǔn)件，并鎖緊校準(zhǔn)件。
S21校準(zhǔn)：在測(cè)試前需要對(duì)線纜及外接部件進(jìn)行校準(zhǔn)以消除其誤差。本次測(cè)試的低通濾波器只有48MHz。因此只需校準(zhǔn)10MHz到100MHz即可滿足要求。設(shè)置初始頻率為10MHz，終止頻率100MHz后，直接把PORT1與PORT2 外接部件連接，然后進(jìn)行歸一化校準(zhǔn)，直至校準(zhǔn)完成。如下圖。
△ 圖1 S21歸一化校準(zhǔn)
測(cè)試
把待測(cè)濾波器接入到已經(jīng)校準(zhǔn)的線纜里并鎖緊。如圖2。
△ 圖2 測(cè)試連接
評(píng)估濾波器質(zhì)量，可以通過矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀功能測(cè)試其幅頻特性及駐波比特性來評(píng)估。
對(duì)數(shù)幅度：在S21 測(cè)量下，設(shè)置顯示類型為對(duì)數(shù)幅度。并根據(jù)測(cè)量值調(diào)整參考電平和刻度。掃描完成后，即可得到濾波器的幅頻曲線。如下圖所示。
△ 圖3 對(duì)數(shù)幅度曲線
對(duì)于測(cè)得的幅頻曲線，我們可以通過光標(biāo)查看各測(cè)試點(diǎn)的測(cè)量值。SVA1015X配備四個(gè)光標(biāo)。因此我們可以同時(shí)打開所有光標(biāo)查看各頻點(diǎn)的測(cè)量值。通過光標(biāo)可以得到此濾波器的-3dB點(diǎn)在54MHz處。54MHz以上，幅度將快速下降。從測(cè)量數(shù)據(jù)可以看到此濾波器與標(biāo)稱值有6MHz的余量。
△ 圖4 光標(biāo)測(cè)量幅頻曲線
評(píng)價(jià)濾波器的另一個(gè)參數(shù)是駐波比。在上面的測(cè)試中，我們已知濾波器的帶寬為54MHz。在測(cè)試其駐波比前，我們只需測(cè)試10MHz到55MHz的駐波。設(shè)置好初始頻率為10MHz，終止頻率為55MHz并歸一化校準(zhǔn)后，即可測(cè)量駐波比。
駐波比 在S11 測(cè)量下，設(shè)置顯示類型為駐波比。并根據(jù)測(cè)量值調(diào)整參考電平和刻度。掃描完成后，可以得到此濾波器的駐波比曲線。同時(shí)通過四個(gè)光標(biāo)查看各頻點(diǎn)的駐波比，如下圖。從圖上可以得到，濾波器在超過48MHz后，駐波比將顯著增大。因此濾波器標(biāo)稱48MHz是非常準(zhǔn)確且嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹?/p>
△ 圖 5 光標(biāo)測(cè)量駐波比
在上面的測(cè)試中，經(jīng)過幅頻特性及駐波比的結(jié)果，得出濾波器48MHz的帶寬是比較理想的，現(xiàn)在再通過測(cè)量相位特性評(píng)估其性能。我們將相位分析對(duì)象的頻段定在10MHz到100MHz。設(shè)置好初始頻率為10MHz，終止頻率為100MHz并歸一化校準(zhǔn)后，即可測(cè)量相位。
相位 在S21 測(cè)量下，設(shè)置顯示類型為相位。并根據(jù)測(cè)量值調(diào)整參考電平和刻度。掃描完成后，可以得到相位曲線。如下圖所示
△ 圖6 相位曲線
從上圖可以看到從10MHz到48MHz（光標(biāo)2），相位是線性變化的。在光標(biāo)2后的帶外相位已經(jīng)發(fā)生變化，不再是線性。
測(cè)試結(jié)果：通過矢量網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性、駐波比特性以及相位特性分析，可以得出，此濾波器的理想帶寬為48MHz。
通過以上測(cè)量，我們清楚地看到SVA1015X作為矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的功能體現(xiàn)，同時(shí)它也是一款性能優(yōu)異的頻譜分析儀。作為一款一體機(jī)，其在矢量網(wǎng)絡(luò)分析功能上支持S11和S21的線性/對(duì)數(shù)幅度、相位、群延時(shí)、史密斯圖、極坐標(biāo)以及駐波比測(cè)量，因此它能滿足不同應(yīng)用場(chǎng)合的需求。市面上的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，往往價(jià)格都比較昂貴，SVA1015X擁有矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的功能，價(jià)格相對(duì)來說卻便宜很多，大大為廣大用戶降低了使用成本。
關(guān)于鼎陽(yáng)
鼎陽(yáng)科技（SIGLENT）是一家專注于通用電子測(cè)試測(cè)量?jī)x器及相關(guān)解決方案的公司。
從2005推出第一款數(shù)字示波器產(chǎn)品至今，10余年來鼎陽(yáng)科技一直是全球發(fā)展速度最快的數(shù)字示波器制造商。歷經(jīng)多年發(fā)展，鼎陽(yáng)產(chǎn)品已擴(kuò)展到數(shù)字示波器、手持示波表、函數(shù)/任意波形發(fā)生器、頻譜分析儀、臺(tái)式萬(wàn)用表、直流電源等通用測(cè)試測(cè)量?jī)x器產(chǎn)品。2007年，鼎陽(yáng)與高端示波器領(lǐng)導(dǎo)者美國(guó)力科建立了全球戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系。2011年，鼎陽(yáng)發(fā)展成為中國(guó)銷量領(lǐng)先的數(shù)字示波器制造商。2014年，鼎陽(yáng)發(fā)布了中國(guó)首款智能示波器SDS3000系列，引領(lǐng)“人手一臺(tái)”型實(shí)驗(yàn)室使用示波器由功能示波器向智能示波器過渡的趨勢(shì)。2017年，鼎陽(yáng)發(fā)布打破行業(yè)壟斷，多項(xiàng)參數(shù)突破國(guó)內(nèi)技術(shù)瓶頸的SDG6000X系列脈沖/任意波形發(fā)生器，其輸出帶寬高達(dá)500MHz。目前，鼎陽(yáng)已經(jīng)在美國(guó)克利夫蘭和德國(guó)漢堡成立分公司，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷全球70多個(gè)國(guó)家，SIGLENT正逐步成為全球知名的測(cè)試測(cè)量?jī)x器品牌。
關(guān)于鼎陽(yáng)硬件設(shè)計(jì)與測(cè)試智庫(kù)
鼎陽(yáng)硬件設(shè)計(jì)與測(cè)試智庫(kù)（簡(jiǎn)稱鼎陽(yáng)硬件智庫(kù)）由深圳市鼎陽(yáng)科技有限公司領(lǐng)銜創(chuàng)辦，是中國(guó)第一家“智力眾籌”模式的硬件智庫(kù)。
鼎陽(yáng)硬件智庫(kù)順時(shí)順勢(shì)，倡導(dǎo)“連接-分享-協(xié)作-創(chuàng)造”的理念，高舉志愿者服務(wù)的大旗，相信互聯(lián)網(wǎng)是“愛”的大本營(yíng)，相信人們都有發(fā)自內(nèi)心分享的愿望。
鼎陽(yáng)硬件智庫(kù)選擇硬件領(lǐng)域最普遍的七類問題：電源，時(shí)鐘，DDR，低速總線，高速總線，EMC，測(cè)試測(cè)量進(jìn)行聚焦。尋找“最針尖”的問題進(jìn)行研討，針對(duì)“最針尖”的問題組織專家答疑，將硬件大師積累的寶貴知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)變成公眾財(cái)富，惠及更多硬件人。
鼎陽(yáng)硬件智庫(kù)，群策群力，連接所有硬件人。
有硬件問題，找鼎陽(yáng)硬件智庫(kù)。