前言
矢量網(wǎng)絡(luò)分析（Vector network analyzer 簡稱VNA）是一種電磁波測量的測試設(shè)備。它既能測量單端口網(wǎng)絡(luò)或兩端口網(wǎng)絡(luò)的各種參數(shù)幅值,，又能測量其相位,。可以測量其幅度,、相位,、延時、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大，應(yīng)用廣泛的儀器,。在天線,、微波射頻（RF）,、電路測試、元器件測試等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛,，被稱之為“儀器之王”,。因此其價格也非常昂貴。
近日,，深圳市鼎陽科技有限公司發(fā)布了國內(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,，能夠同時掃描幅度和相位，可對射頻電路網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行矢量S11和S21測量,，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比的一體機(jī)產(chǎn)品SVA1015X來測量一個標(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)：在測試前需要對線纜及外接部件進(jìn)行校準(zhǔn)以消除其誤差,。本次測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)
測試
把待測濾波器接入到已經(jīng)校準(zhǔn)的線纜里并鎖緊,。如圖2,。
△ 圖2 測試連接
評估濾波器質(zhì)量，可以通過矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀功能測試其幅頻特性及駐波比特性來評估,。
對數(shù)幅度：在S21 測量下,，設(shè)置顯示類型為對數(shù)幅度,。并根據(jù)測量值調(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 對數(shù)幅度曲線
對于測得的幅頻曲線,，我們可以通過光標(biāo)查看各測試點的測量值,。SVA1015X配備四個光標(biāo)。因此我們可以同時打開所有光標(biāo)查看各頻點的測量值,。通過光標(biāo)可以得到此濾波器的-3dB點在54MHz處,。54MHz以上，幅度將快速下降,。從測量數(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)測量幅頻曲線
評價濾波器的另一個參數(shù)是駐波比。在上面的測試中,，我們已知濾波器的帶寬為54MHz,。在測試其駐波比前，我們只需測試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，即可測量駐波比,。
駐波比 在S11 測量下,，設(shè)置顯示類型為駐波比。并根據(jù)測量值調(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。同時通過四個光標(biāo)查看各頻點的駐波比,，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)測量駐波比
在上面的測試中，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)在再通過測量相位特性評估其性能。我們將相位分析對象的頻段定在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，即可測量相位,。
相位 在S21 測量下,，設(shè)置顯示類型為相位,。并根據(jù)測量值調(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/對數(shù)幅度、相位,、群延時,、史密斯圖、極坐標(biāo)以及駐波比測量,，因此它能滿足不同應(yīng)用場合的需求,。市面上的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，往往價格都比較昂貴,，SVA1015X擁有矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的功能，價格相對來說卻便宜很多,，大大為廣大用戶降低了使用成本,。
關(guān)于鼎陽
鼎陽科技（SIGLENT）是一家專注于通用電子測試測量儀器及相關(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,、臺式萬用表,、直流電源等通用測試測量儀器產(chǎn)品。2007年,，鼎陽與高端示波器領(lǐng)導(dǎo)者美國力科建立了全球戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系,。2011年,，鼎陽發(fā)展成為中國銷量領(lǐng)先的數(shù)字示波器制造商。2014年,，鼎陽發(fā)布了中國首款智能示波器SDS3000系列,，引領(lǐng)“人手一臺”型實驗室使用示波器由功能示波器向智能示波器過渡的趨勢。2017年,，鼎陽發(fā)布打破行業(yè)壟斷,，多項參數(shù)突破國內(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,，鼎陽已經(jīng)在美國克利夫蘭和德國漢堡成立分公司，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷全球70多個國家,，SIGLENT正逐步成為全球知名的測試測量儀器品牌,。
關(guān)于鼎陽硬件設(shè)計與測試智庫
鼎陽硬件設(shè)計與測試智庫（簡稱鼎陽硬件智庫）由深圳市鼎陽科技有限公司領(lǐng)銜創(chuàng)辦，是中國第一家“智力眾籌”模式的硬件智庫,。
鼎陽硬件智庫順時順勢,，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,，相信人們都有發(fā)自內(nèi)心分享的愿望。
鼎陽硬件智庫選擇硬件領(lǐng)域最普遍的七類問題：電源,，時鐘,，DDR，低速總線,，高速總線,，EMC，測試測量進(jìn)行聚焦,。尋找“最針尖”的問題進(jìn)行研討,，針對“最針尖”的問題組織專家答疑，將硬件大師積累的寶貴知識和經(jīng)驗變成公眾財富,，惠及更多硬件人,。
鼎陽硬件智庫，群策群力,，連接所有硬件人,。
有硬件問題，找鼎陽硬件智庫,。