矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的歷史很悠久,據(jù)說(shuō)最早的VNA是R&S公司在1950年代生產(chǎn)的。
當(dāng)然在歷史的長(zhǎng)河中出現(xiàn)了很多精品VNA,例如惠普的HP 8510。
很多人說(shuō)VNA是射頻儀器之王,確實(shí)有一定的道理。VNA集成了信號(hào)源和接收機(jī),是一個(gè)完整的系統(tǒng)。
S參數(shù)
最早的VNA說(shuō)白了就是測(cè)試S參數(shù),簡(jiǎn)答一點(diǎn)說(shuō),就是一個(gè)2端口或者多端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸和反射特性。所以,網(wǎng)分有一些先天的特點(diǎn)(你也可以說(shuō)是缺陷),例如端口的輸出功率并不是非常準(zhǔn)確,接收機(jī)的接收精度也不是很高,但是VNA最初就是測(cè)S參數(shù)的,或者說(shuō)他的初心是S參數(shù),S參數(shù)是比值,測(cè)試比值,只要校準(zhǔn)好了,并不是特別關(guān)注激勵(lì)源的絕對(duì)功率。當(dāng)然,現(xiàn)在網(wǎng)分也有功率校準(zhǔn),這個(gè)我們后面會(huì)提。
混頻器
后來(lái)網(wǎng)分加入了混頻器損耗的測(cè)試(或者叫變頻增益),現(xiàn)在還可以測(cè)試混頻器的相位特性,也有人叫Vector Mixer測(cè)試(雖然很多人一直沒(méi)有搞清楚什么是混頻器的相位響應(yīng),尤老師也說(shuō)過(guò),不要輕易的說(shuō)“相位”)。
互調(diào)和P1dB
隨著有源器件的發(fā)展,網(wǎng)分還加入了諧波、互調(diào)IMD測(cè)試等功能,當(dāng)然這些需要功率校準(zhǔn)。和傳統(tǒng)的信號(hào)源+頻譜儀方式相比,網(wǎng)分可以測(cè)試掃頻的IMD,除了可以一對(duì)雙音(two tone)同時(shí)往右掃描,還可以對(duì)雙音間隔(Tone Spacing)進(jìn)行掃描,得出更詳細(xì)的器件IMD特性。對(duì)功放等設(shè)計(jì)有了很大的幫助。
很多網(wǎng)分都標(biāo)配了P1dB功能,而且還有所謂的掃頻P1dB功能,即在每個(gè)頻點(diǎn)都掃描一次功率,得出P1dB的值,在每個(gè)頻點(diǎn)都掃描一下,即可得出P1dB和頻率的曲線。
TDR和眼圖
傳統(tǒng)TDR是用示波器結(jié)合階躍源完成的,但是這個(gè)方案對(duì)靜電非常敏感,經(jīng)常容易壞,而且價(jià)格也偏高。
大家知道。頻域響應(yīng)做反傅里葉變換就是時(shí)域沖擊響應(yīng),所以現(xiàn)代網(wǎng)分,通過(guò)軟件計(jì)算,把頻響可以轉(zhuǎn)換成時(shí)域沖擊響應(yīng),就可以測(cè)試傳輸線的斷點(diǎn)、阻抗特性等時(shí)域參數(shù)。
網(wǎng)分軟件還能模擬出一個(gè)虛擬的數(shù)字源(例如NRZ PAM等),用這個(gè)虛擬的源和時(shí)序沖擊響應(yīng)做卷積計(jì)算,就可以模擬出一個(gè)理想信號(hào)(當(dāng)然還可以認(rèn)為的加入、抖動(dòng)、噪聲、均衡等)經(jīng)過(guò)這個(gè)網(wǎng)絡(luò)之后的時(shí)域波形,對(duì)這些模擬計(jì)算出來(lái)的波形做疊加、統(tǒng)計(jì)處理,就能生成眼圖。
噪聲系數(shù)
所有用戶(hù)都希望一次連接,測(cè)試完所有參數(shù),比如噪聲系數(shù),這個(gè)領(lǐng)域PNA-X系列網(wǎng)分的冷源法確實(shí)是一個(gè)不錯(cuò)的選擇,得到廣大用戶(hù)的一致認(rèn)可。有興趣的同學(xué)可以自行研究。
頻譜功能
網(wǎng)分的接收機(jī)加了FFT和各種去鏡像算法之后,可以實(shí)現(xiàn)部分頻譜儀功能,不過(guò)這個(gè)一般也是測(cè)試諧波和雜散用的,因?yàn)榫W(wǎng)分的激勵(lì)源都是CW,所以,頻譜儀功能主要就看看諧波和雜散,不要指望能代替單獨(dú)的頻譜儀的。最多也是為了一次連接測(cè)試器件的所有指標(biāo)。
EVM矢量誤差幅度
這是一個(gè)新東西,當(dāng)然這個(gè)測(cè)試的結(jié)果還是有一定的爭(zhēng)議,畢竟這種方法有其優(yōu)越性,例如可以去除信號(hào)源引入的殘余EVM,等等,但是EVM是一個(gè)和系統(tǒng)參數(shù)有關(guān)的指標(biāo),而且不同的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其計(jì)算、均衡算法有一定要求。 而且這個(gè)方法還是需要外部的矢量信號(hào)源,并不是一臺(tái)網(wǎng)分獨(dú)立完成。不過(guò)這是一個(gè)很好的想法。