矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的原理及測試方法

1、.1矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的原理及測試方法矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的原理及測試方法深圳市南方聯(lián)合實(shí)業(yè)有限公司深圳市南方聯(lián)合實(shí)業(yè)有限公司 .2電子元器件電子元器件集成電路芯片集成電路芯片High-frequency device電池電池什麼是網(wǎng)絡(luò)分析儀的分析對象什麼是網(wǎng)絡(luò)分析儀的分析對象? ?CommunicationComputerNeo-Audio Visual通信通信多媒體多媒體.3網(wǎng)絡(luò)分析儀原理網(wǎng)絡(luò)分析儀原理器件網(wǎng)絡(luò)分析方法器件網(wǎng)絡(luò)分析方法通過每個工作頻點(diǎn)的掃描去測量信號傳輸和反射的幅度與相位變化量值器件網(wǎng)絡(luò)電路 入射波 (Ein)反射波 (Eref)傳輸波 (Etr)Ein Eref Etr.4A/DD

2、SPCPUDisplayATTATT820kHz B.P.F20kHz L.P.FAMP800kHz820k 500.82MHz811.8MHz812.62 1312.62MHz812.621MHz5500MHzXTALSampler網(wǎng)絡(luò)分析儀原理網(wǎng)絡(luò)分析儀原理輸入功能塊（輸入功能塊（ 通道）通道）處理器功能塊處理器功能塊輸出功能塊輸出功能塊（Ex.：Network Analyzer with5Hz to 500MHz）.5網(wǎng)絡(luò)分析儀原理網(wǎng)絡(luò)分析儀原理器件測量應(yīng)用範(fàn)圍器件測量應(yīng)用範(fàn)圍* 濾波器 (晶體電感電容陶瓷介貭聲表面波)* 雙工器 * 放大器* 隔離器 * 負(fù)載，終端器* 環(huán)路器 * 電

3、纜綫* 功分器 * 振蕩器* 耦合器 * 綫圈，電容 * 延遲綫 * 天綫.6網(wǎng)絡(luò)分析儀原理網(wǎng)絡(luò)分析儀原理被測器件應(yīng)用被測器件應(yīng)用 vs vs 測量功能測量功能幅度特性相位特性延時特性電平特性回波損耗駐波比阻抗圓圖極坐標(biāo)圖正交阻抗濾波器OOOOOOO諧振器OOOOOO延遲綫OO綫圈O電容器OO傳輸綫OOOO電纜綫OOOO分配器OO天綫OOOO磁頭OOO放大器OOOOOOO變壓器OO頻率轉(zhuǎn)換器O各種功能模塊OOOOOOOOO.7網(wǎng)絡(luò)分析儀原理網(wǎng)絡(luò)分析儀原理矢量網(wǎng)絡(luò)分析參數(shù)矢量網(wǎng)絡(luò)分析參數(shù)傳輸反射* 幅度響應(yīng) * 反射系數(shù)* 衰減增益 * 阻抗* 相位響應(yīng) * 導(dǎo)納* 群延時 * 電壓駐波比* 前

4、向反向傳輸 * 輸入輸出反射.8網(wǎng)絡(luò)分析儀原理網(wǎng)絡(luò)分析儀原理S S 參數(shù)（散射矩陣）參數(shù)（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 a2 S21 S22 b2 = S21 a1 + S22 a2S =.9網(wǎng)絡(luò)分析儀原理網(wǎng)絡(luò)分析儀原理阻抗參數(shù)阻抗參數(shù) 1 + r Z : 被測件的復(fù)數(shù)阻抗 1 r Zo : 特性阻抗 R + jX R = Rs X = wLs = - Y = G = B = = wCsZ = 1wCs 1Z= G + jB 1Rp 1wLpZ =阻抗復(fù)數(shù)單位能用數(shù)學(xué)描述

5、分成實(shí)部和虛部，或者幅度和相位兩部分，為了簡化復(fù)數(shù)阻抗的解讀，我們採用了實(shí)密斯阻抗圓圖來分解讀出.10網(wǎng)絡(luò)分析儀原理網(wǎng)絡(luò)分析儀原理系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差(具有重復(fù)性的)* 信號源匹配由於信號源,電橋,耦合器,功分器 * 負(fù)載匹配 由於被測件* 頻率響應(yīng) 連接綫損耗,電橋* 定向性 駐波比電橋潛伏的誤差潛伏的誤差* 相對於溫度 / 時間的漂移* 信號源 / 接收器的內(nèi)部噪聲* 連接器的重復(fù)性誤差誤差通過儀器的校正過程能最大的減小系統(tǒng)誤差的不確定度.11網(wǎng)絡(luò)分析儀原理網(wǎng)絡(luò)分析儀原理數(shù)據(jù)較準(zhǔn)數(shù)據(jù)較準(zhǔn)僅做頻率跟蹤誤差較正做幅度方面的頻率特性較正執(zhí)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

6、準(zhǔn)確的測量傳輸測量當(dāng)移去被測件后，使用一個直通標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)器具必須被選用當(dāng)使用開路標(biāo)準(zhǔn)器時，執(zhí)行 NORMALIZE (THRU)功能當(dāng)使用短路標(biāo)準(zhǔn)器時，執(zhí)行 NORMALIZE (SHORT)功能.12端口全校正端口全校正做反射測量時的定向性，信號源匹配和頻率跟蹤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(biāo)準(zhǔn)校正器具，開路器，短路器和負(fù)載器測量端口：當(dāng)連接開路，短路和負(fù)載器時在每個端口獲得校正數(shù)據(jù) ED: 定向性 ES: 信號源匹配 ER: 頻率跟蹤 S11M: 測量數(shù)據(jù) (在校正前) S11A: 真正數(shù)據(jù) S11M

7、 = ED +ED1EsERS11ARF INS11MS11AER1 ES S11A.13- 需用 開路短路負(fù)載直通4種標(biāo)準(zhǔn)校正器具反射特性：在每個端口得到開路短路負(fù)載的較正數(shù)據(jù)每個標(biāo)準(zhǔn)器具應(yīng)有與直通器相同的電子長度去消除電長誤差傳輸特性：用直通標(biāo)準(zhǔn)器連接並做直通短路校正2 2 端口全校正端口全校正* 定向性* 信號源匹配* 負(fù)載匹配* 傳輸跟蹤* 補(bǔ)償反射跟蹤* 高精度校正2端口器件的所有 S 參數(shù).14通信通信車用電子車用電子IT 設(shè)備設(shè)備游戲機(jī)游戲機(jī)TV/DVD應(yīng)用應(yīng)用元器件元器件Advantest Advantest 網(wǎng)絡(luò)分析儀的應(yīng)用範(fàn)圍網(wǎng)絡(luò)分析儀的應(yīng)用範(fàn)圍晶體諧振器晶體諧振器晶體濾波

8、器晶體濾波器陶瓷振盪器陶瓷振盪器陶瓷濾波器陶瓷濾波器SAW 濾波器濾波器介貭濾波器介貭濾波器VHA N/ARF NA.15蜂巢式手機(jī)的電路框圖與使用的主要元器件蜂巢式手機(jī)的電路框圖與使用的主要元器件RXSYNTHEPARFAMPPower Amp RF FilterRFAMPDEMMAINCPUSUBCPUSPEAKERLCDMODULEKEYBOARDMODCODEDATACONT.MEMORYMicrophoneRXSYNTHEVCOTCXOVCORF FilterVCOIF FilterRF FilterRF FilterANTDuplexerDPX高頻器件高頻器件VHF NA RF N

9、A (R3765/R3767CG).16測試方案 頻率帶寬頻率帶寬自動設(shè)備系統(tǒng)測試高頻夾具技術(shù)自動分選處理裝置高精度高精度高性能高性能高可靠性高可靠性低成本低成本高產(chǎn)量高產(chǎn)量網(wǎng)絡(luò)分析儀做生產(chǎn)綫測試進(jìn)一步各種應(yīng)用測試網(wǎng)絡(luò)分析儀網(wǎng)絡(luò)分析儀做產(chǎn)品開發(fā)測試做產(chǎn)品開發(fā)測試工位測試工位測試網(wǎng)絡(luò)分析儀做元器件測試的系統(tǒng)配置網(wǎng)絡(luò)分析儀做元器件測試的系統(tǒng)配置Microwave bandMili-wave band貭檢測試貭檢測試VHF bandSemi-microwaveband.17晶體諧振器測量應(yīng)用晶體諧振器測量應(yīng)用需低的噪聲電平做反諧振頻率測量RBW 優(yōu)化測量需小的曲綫噪聲作諧振頻率測量.18晶體諧振器的

10、諧振頻率測量實(shí)例晶體諧振器的諧振頻率測量實(shí)例(曲綫噪聲的改善曲綫噪聲的改善)| Z | Z |RBW 10kHzRBW 10kHz0.02dB0.01dB(傳統(tǒng)型儀器)(R3754).19a. 4 元素元素L1R1C1C0C0C0 : : 並行電容並行電容C1C1 : : 動態(tài)電容動態(tài)電容L1L1 : : 動態(tài)電感動態(tài)電感R1R1 : : 等效串行電阻等效串行電阻b. 6 元素元素L1R1C1C0G0R0C0C0 : : 並行電容並行電容C1C1 : : 動態(tài)電容動態(tài)電容L1L1 : : 動態(tài)電感動態(tài)電感R1R1 : : 等效串行電阻等效串行電阻G0G0 : : 極間電導(dǎo)極間電導(dǎo)R0R0 :

11、: 極間電阻極間電阻晶體諧振器等效電路常數(shù)的分析應(yīng)用功能晶體諧振器等效電路常數(shù)的分析應(yīng)用功能等效電路常數(shù)分析等效電路常數(shù)分析.20u 解決了用傳統(tǒng)法做驅(qū)動電平測量的問題解決了用傳統(tǒng)法做驅(qū)動電平測量的問題10nW100nW100W1st time 2nd timesX times用用 RLA 法做驅(qū)動電平的測量法做驅(qū)動電平的測量問題： 1. 由於需要重復(fù)掃描, 測試速度非常慢2. 困難地看到驅(qū)動電平的關(guān)系對於 Fr 與 CI.21濾波器測量的一鍵應(yīng)用功能濾波器測量的一鍵應(yīng)用功能x 1dBBand widthDLFDHFDLF2DHF2m1p0p1Dx 2dBSpurious levelfcCon

12、stant lossInsertion lossPass band rippleSpurious levelm2Nominal Frequency fcentLoss:Insertion lossLossc:Constant lossBW: x1dB bandwidthfc: Center frequencyD DFl1: Lower frequency at the point x1dB below D DFr1: Higher frequency at the point x1dB below D DFl2: Lower frequency at the point x2dB below

13、D DFr2: Lower frequency at the point x2dB belowPass:Pass band ripple valueReject: Rejection levelSpurious: Spurious levelP0le x1: Local min. value 1 (low frequency side of the max. value)P0le stim1: Frequency of local min. value 1P0le x2: Local min. value 1 (low frequency side of the max. value)P0le

14、 stim2: Frequency of local min. value 1測量項(xiàng)目測量項(xiàng)目濾波器測量濾波器測量.22在無線電話中的主要元部件Ceramic filterVCOPLL moduleSAW filterVCOPLL moduleChip multi-layer 3dBHybrid couplerDielectric filterChip multi-layer LC filterSAW filterGaAs MMICChip multi-layerHybrid couplerChip multi-layer filterGaAs MMICDi-electric filterCh

15、ip multi-layer filterSAW filterDi-electric filterSAW filterRF diode switchMicro axial connectorChip di-lelectric antennaChip multi-layer antennaGaAs FETGaAs FET Note: Not allowed to deliver the customers.23在在PC中的主要元器件中的主要元器件High voltage chip layer ceramic condenserLarge capacity chip layer ceramic c

16、ondenserChip PTC thermister for over heatingChip NTC Thermister for 2nd battery controlDC/DC converterChip Emi-filChip coil Switching power supplierPiezo vibration gyroHigh sensitivity chip impact sensorChip ceramic resonatorDC/DC converterPiezo transformerChip ferrite beezeHigh voltage chip layer c

17、eramic condenserChip ferrite beezeChip layer delay lineChip ceramic resonatorChip varistorChip ferrite beezePiezo sounderPTC thermister for USB circuit protectionModem moduleHigh voltage chip layer ceramic condenser Note： Not allowed to deliver the customers.24R3860A RF R3860A RF 元器件分析儀元器件分析儀R3768/3

18、770 R3768/3770 微波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀微波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀.25R3860A/R3768/R3770 介紹 (1) RF 元器件分析儀 R3860A 20GHz 微波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀 R3770 8GHz 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀 R3768-option混頻測量（矢量 ）8GHz20GHz8/20GHz頻率optionoptionBuilt-in諧波測量optionoptionoptionVSIM-option*1差動放大器測量-2/3/4-portWMT-15R3768-2/3/4-portWMT-15R3770option2/3/4/6*1-portWMT-20R3860A混頻測量（標(biāo)量）測

19、試端口平臺.26R3770/R3768 的目標(biāo)市場 ANT SW 模塊(Pin Diode) SAW 濾波器 通信基站 濾波器 作為通用推廣產(chǎn)品去搶占微波矢網(wǎng)的市場.27R3860A/R3768/R3770 介紹 (2) R3860A RF Component Analyzer 市場目標(biāo)在IC制造廠！ 市場目標(biāo)在通訊設(shè)備的開發(fā)生產(chǎn)！ 重點(diǎn)在開發(fā)部和生產(chǎn)線！ R3768 8GHz Network Analyzer 主要市場目標(biāo)在SAW, FEM的生產(chǎn)廠！ 作為8GHz矢網(wǎng)的通用推廣產(chǎn)品 R3770 20GHz Network Analyzer 市場目標(biāo)在SAW, FEM的開發(fā)部門！ 作為20GH

20、z矢網(wǎng)的通用推廣產(chǎn)品.28全校正對于對于4端口器件測量端口器件測量, 一次性可做所有一次性可做所有S參參數(shù)的全校正（數(shù)的全校正（6 path,16 parameter）S11 S12 S13 S14S21 S22 S23 S24S31 S32 S33 S34S41 S42 S43 S4416 S參數(shù)參數(shù)-R3765A NET WORK ANALYZERa P2P1P3P4.29比較表(1): R3768 vs ENA (8G)+6dBm+8dBm6.0G 8.0GHz+8dBm+10dBm+10dBm90dB120dB120dB66dB82dB80dB9.6sENA(E5071B)+9dBm3

21、.8G 6.0GHz+13dBm500M 3.8GHz120dB1.9GHz110dB8.0GHz0.3M 500MHz0.8GHz8.0GHz1.9GHz0.8GHzRBW400kHz+8dBmMax Output power120dBLimited Dynamic range (cross-talk）85dB90dB90dBDynamic range(RBW100kHz)5sMeasurement speedR3768.30比較表(2): R3770 vs PNA (20G)+3dBm-1dBm8.0G 20GHz110dB105dB20GHz103dB94dB20GHz+5dBm+5dB

22、m+2dBm110dB100dB 85dB102dB99dB99dB40sPNA(E8362B)+6dBm3.8G 8.0GHz+13dBm500M 3.8GHz120dB1.9GHz110dB5.0GHz0.3M 500MHz0.8GHz5.0GHz1.9GHz0.8GHzRBW400kHz+10dBmMax Output power120dBLimited Dynamic range (cross-talk）110dB110dB110dBDynamic range(RBW1kHz)5sMeasurement speedR3770.31R3770/R3768的主要優(yōu)勢點(diǎn) ANT SW 模塊 (pin diode) VSIM Harmonic measurement Max. 13dBm output power（R3968 test-set端-10dBm） MDAS SAW 濾波器 through-putMax. 5