网络分析仪测试实例

利用双端口网络分析仪测量差分阻抗
为了抑制噪声，如今射频和微波电路的输入和输出端口普遍采用了差分电路。

不幸的是，差分电路的阻抗测量不能直接利用普通的射频测试设备进行测量。

如下介绍的测试方法提供了一种比较精确测量差分阻抗的途径，该方法避免了利用巴伦和变换器及由它们带来的测量误差。

以一个单端输入、差分（或平衡）输出的混频器为例，如图1所示。

图 1
测试过程如下所示：
1）完成网络分析仪双端口校准。

2）将混频器设置在正常工作条件下。

3）测量S参数 S11，S12， S21以及S22。

4）最后，利用下列等式将差分测量结果转化为单端口
（1）通过下式，计算出阻抗的实部、虚部分量，进而得到并联等效电路。

（2）
图2 串-并电路转换
X S = X S / R S用于电容或电感
X S =1 / ( ω·C S )用于电容
X S=ω·Ls用于电感
Rpe=R S(1+Q S2) 用于电容或电感
Xpe=X S[(Qs2+1)/Qs2] 用于电容或电感
Cpe=C S[Qs2/(Qs2+1)] 用于电容
Lpe=Ls[(Qs2+1)/Qs2] 用于电感
等式（1）中Гd的具体推导过程见RF Design Journal，Jan., 1999.。

高效矢量网络分析仪自动测试方法引言随着通信技术的发展，矢量网络分析仪在通信领域中扮演着越来越重要的角色。

它可以用于测试和分析信号的传输性能，帮助工程师了解电路和设备的特性，从而优化设计和改进产品性能。

传统的手动测试方法存在效率低、成本高、易出错等问题。

开发一种高效的矢量网络分析仪自动测试方法成为了当前的研究热点之一。

一、自动测试方法的意义传统的矢量网络分析仪测试方法需要手动操作，包括接线、参数设置、数据采集等，耗时耗力。

而自动测试方法可以通过编写测试脚本、自动化控制等技术手段，实现对测试过程的自动化管理，大大提高测试效率和准确性。

自动测试方法还可以减少人为因素的干扰，提高测试的一致性和可重复性。

二、高效矢量网络分析仪自动测试方法的关键技术1. 测试脚本编写测试脚本是自动测试的核心，它包括测试步骤、测试参数、测试条件等信息。

通过编写测试脚本，可以实现对测试过程的全面控制和管理。

常见的测试脚本语言包括Python、LabVIEW等，它们具有简单易学、功能强大、灵活性高的特点，非常适用于矢量网络分析仪的自动测试。

2. 远程控制技术通过网络或通信接口，实现对矢量网络分析仪的远程控制，可以在一定程度上减少人为干预，提高测试的自动化程度。

远程控制技术可以通过LAN、GPIB等通信接口实现，也可以借助互联网和云计算平台进行远程控制，实现对设备的远程监控和管理。

3. 数据处理和分析矢量网络分析仪测试得到的数据需要进行分析和处理，以得出符合工程要求的结果。

高效的数据处理和分析算法是自动测试方法的关键。

通过编写数据处理和分析程序，可以实现对测试数据的自动提取、处理和分析，最终得出符合工程要求的测试结果。

三、高效矢量网络分析仪自动测试方法的实现步骤1. 系统设计首先需要设计测试系统的结构和组成，明确测试的目的、要求和流程。

考虑相关设备的选择和布局、测试脚本的编写、数据处理和分析算法的设计等方面，进行系统的整体设计。

2. 测试脚本编写根据系统设计的要求，编写相应的测试脚本。

第一：接线方式像您现在用的谐振器一样预测测试结果类似此图 S[1,1]|S |(d B )43.spvFreq(MHZ)-17.31-15.56-13.82-12.07-10.33-8.58-6.84-5.09-3.35-1.600.13422.00425.00428.00431.00434.00437.00440.00443.00446.00449.00452.00第二、测试方法 测试S11（或者S22） （单端对器件，只需要存盘接数据的那一边） 具体测试用HP8753D 如下1、首先明确待测器件的工作中心频率(central frequency)和带宽(bandwidth)，以及扫描的点数(例如输入1601)。

按激励类键CENTER ，数据录入类键输入中心频率数值和单位（例如433MHz ），SPAN 通过类似的方法输入测试带宽（例如30MHz ）。

因为基片不同，这个器件频率可能不在433，请查询2、在这些参数设定完后，开始开路校验校准。

（单端对只用开路校准）开路：断开刚才连接的电缆，通道选取CH1(如果用1通道测试的话，即S11)，FORMAT 键查看SMITH 图，软键查看S11，在键盘上按CAL(Calibration)，用屏幕右侧软键选择RESPONSE ，然后软键选择OPEN ，等待一会儿软键按DONE 完成开路校验。

如果有管座且不带匹配器件，请带管座一起开路校准。

第三、保存数据：---请最好是存盘数据A 存数据：开路校准S11，存盘S11。

或者开路校准S22，存盘S22。

（1）功能类SA VE/RECALL 如果想保存在网络分析仪里面，软键选择Internal Disk （软盘）；(2 ) 软键Define-Save—> 设定ASCII ON，设定Data Only；(3) SA VEB 存图像Copy –> plot 到软盘下面附录供参考附录：HP8753D 入门操作手册键盘介绍：键分为操作键和屏幕旁软键操作键分为以下五类：A 数据录入类（右上Data Entry）B 功能类（右下Instrument State）SYSTEM LOCAL PRESET COPY SA VE/RECALL SEQC 通道类（左上Active Channel）CH1 CH2D 响应类（左中Response）MEAS FORMA T SCALE-REF DISPLAY A VG CAL MKR MKR-FCTNE 激励类（左下Stimulus）MENU START STOP CENTER SPAN屏幕旁软键一共八个，分析仪工作时按屏幕上对应的软键即可。

空气微带天线测试天线系统一般都有两方面的特性：电路特性（输入阻抗，效率，频带宽度，匹配程度等）和辐射特性（方向图，增益，极化，相位）。

天线的测试任务就是用实验的方法测定和检验天线的这些参数特性。

公司目前测试天线仪器—网络矢量分析仪（见图1），只能够测试电路方面的部分特性，因此测试的结果仅供参考，需要更为详细精确的数据，需要找天线生产厂商做进一步测定。

图1:矢量网络分析仪一：频率设定根据天线使用频段要求选择合适的频率范围（比如我们通常用到的902～928MHZ，可以设定频率为860～960MHZ，设定的频段需包含实际用到范围）步骤如下：步骤①：矢量网络分析仪器的启动，按下仪器左下角的电源开关；步骤②：频率范围设定，按“START”键，输入开始频率（如图2）→按“STOP”，输入终止频率（如图3）；图2：设定开始频率图3：设定终止频率二：仪器校准天线测量时，用仪器标配的50欧姆同轴电缆或合格馈线连接仪器PORT1，在标配电缆线的另一端口处按开路→短路→负载，顺序进行校准。

图4：校准用的转接头（从左到右依次为：开路→短路→负载）步骤③：进入校准界面，按“FORMAT”键→“SMTIH CHART”→“MKR”→“CAL”→“CALIBRATE MENU”→“REFLECTION 1-PORT”步骤④：开路校准，按下图所示连接仪器，标配50欧姆同轴电缆，N母头转N母头及开路转接头，然后按“OPENS”→“OPEN(M)”→“OPEN(F)”→“DONE OPENS”图5：开路校准步骤⑤：短路校准，按下图所示连接仪器，标配50欧姆同轴电缆，N母头转N母头及短路转接头，然后按“SHORTS”→“SHORT(M)”→“SHORT(F)”→“DONE SHORS”图6：短路校准步骤⑥：负载校准，按下图所示连接仪器，标配50欧姆同轴电缆，N母头转N母头及负载50欧姆接头，然后按“LOAD”→“DONE 1-PORT CAL”图7：负载校准图8：完成校准三：测试及调整测量天线时，不要将天线对准仪器，金属物品，墙等其他障碍物，以免影响测试效果，应将天线对向开阔空旷的方向。

引言随着现代频谱仪数字中频处理技术的发展和应用，使其在通信、航天、计量以及军工各个领域中的使用愈加广泛。

不仅使数字信号解调成为可能，并且为模拟调制信号的解调提供的更优秀的方法。

同时，对于发射机和频综源的频率及相位稳定时间，也可以进行精确的分析。

信号的矢量表述方法理解信号的矢量表达以及IQ信号的概念，是现代频谱分析和信号分析理解和应用的基础。

作为一个图解工具，矢量是一个直角坐标系中的旋转的箭头。

箭头的长度代表信号的峰值幅度。

逆时针旋转方向为正方向。

箭头与横轴正半轴的夹角为相位。

信号周期对应于箭头旋转一周的时间。

信号每秒钟完成旋转的次数对应于信号频率。

信号矢量在纵轴上的投影长度等于信号的峰值幅度乘以相位正弦值，因此，如果信号是一个正弦波，该投影就对应于信号的瞬时幅度（见图1）。

图1 时域表述的正弦波与矢量信号的对应关系图2 频谱仪中频信号处理原理图用矢量表述信号，可以完整地描述信号的幅度、频率和相位。

因此，在信号分析中，我们常把信号进行矢量分解，也就是将信号分解为频率相同、峰值幅度相同但相位相差90的两个分量。

通常，我们采用一个正弦信号（Asinwt）和一个余弦信号（Acoswt）描述这两个分量，其中余弦分量被称为同相分量，即I分量；正弦分量被称为正交分量，即Q分量。

频谱仪数字中频处理技术输入频谱仪的射频信号经过混频后变为中频信号IF，再经过带通滤波器（中频滤波器）进入A/D转换器。

在数字处理部分，对下变频为基带的IQ信号进行低通滤波和欠采样，存储在内存中，准备进一步处理，存储的数据表述IQ信号的电压值。

在频谱仪设置过程中，模拟中频滤波器带宽为IFBW，数字处理部分的低通滤波器带宽为解调带宽。

欠采样使IQ信号的采样率除以2的n次方，当解调带宽较窄时，过高的采样速率是毫无意义的。

信号解调方法对应内存中的IQ信号，可以采用的处理方法有：幅度分析、频率分析、相位分析和FFT 频谱分析。

在频谱仪的矢量分析过程中，频谱仪设置为零SPAN，也就是在固定输入频率处，中频带宽之内进行分析。

使用 Agilent E5061B 低频-射频网络分析仪测量频率响应应用指南序言测量元器件和电路的频率响应特性是确保电子设备性能的关键步骤。

汽车、医疗设备、航空航天与国防行业对电子设备的可靠性要求极高，因此在从低频至高频的各种频率范围内对各类元器件和电路进行测量非常必要。

在这些应用中，低频网络分析仪在确保低频模拟电路器件（例如传感器系统和电源部件）实现稳定可靠工作方面具有重要作用。

为此，您需要在了解射频网络分析（S 参数测量）的同时，也需要很好地对低频网络分析（增益相位测量）的应用有所了解。

本应用指南通过对 E5061B LF-RF 网络分析仪的介绍，阐述了有关低频网络分析的基础原理。

我们在此主要介绍简单的低频 2 端口器件测量，以及高阻抗探测技术和大衰减测量等相关主题。

目录E5061B-3L5 LF-RF 网络分析仪 (3)基本测量配置 (4)50 Ω被测器件 (5)非 50 Ω被测器件，实例 1 (5)非 50 Ω被测器件，实例 2 (7)使用探头在电路板上直接进行测量 (8)低频测量的 IFBW 设置 (10)使用高阻抗探头的测量方法 (11)做比值测量时对信号的分离 (13)在低频范围内测量大衰减器件 (15)运算放大器测量实例 (20)闭环增益 (20)开环增益，相位裕量 (22)CMRR (27)PSRR (29)输出阻抗 (31)参考文献 (33)表 1.测试端口选择指南23E5061B-3L5 LF-RF 网络分析仪包含选件 3L5 的 E5061B 矢量网络分析仪具有很宽的频率测量范围，从 5 Hz 至 3 GHz 。

E5061B-3L5 包括 S 参数测试端口（5 Hz 至 3 GHz ，Z in = 50 Ω）和增益相位测试端口（5 Hz 至 30 MHz ，Z in = 1 M Ω/50 Ω）。

两种测试端口都可以用于低频器件的测试（取决于测量需求）。

表 1 举例说明了怎样选择使用这两种测试端口。

矢量网络分析仪测量不确定度汇报人：2023-11-30•引言•测量不确定度的来源•测量不确定度的评估方法•矢量网络分析仪测量不确定度的实例分析目•测量不确定度的控制与改进措施•结论与展望录引言目的和背景测量不确定度的定义与重要性矢量网络分析仪简介测量不确定度的来源01020304环境因素影响01020304测量方法与操作过程误差测量方法的不完善操作过程中的人为误差测量不确定度的评估方法根据误差来源进行估计01020304仪器误差环境影响人员操作测试附件0102利用标准物质进行校准通过重复测量进行评估根据重复测量结果计算平均值、标准偏差和不确定度。

采用统计分析方法计算标准偏差矢量网络分析仪测量不确定度的实例分析使用标准电阻进行校准，可以消除测量系统的系统误差，提高测量的准确性。

校准标准将标准电阻连接到矢量网络分析仪的输操作流程标准电阻的误差、连接线的误差、测不确定度来源010203校准标准将标准电容连接到矢量网络分析仪的输入端口，通过校准程序进行校准，然后使用校准后的数据进行测量。

操作流程不确定度来源校准标准操作流程不确定度来源030201实例三：使用标准频率计进行校准测量不确定度的控制与改进措施采用高稳定的参考源进行校准，确保仪器在长时间内保持稳定的测量性能。

对仪器进行定期的全面校准和维护，确保各项指标符合相关标准。

选用高性能的矢量网络分析仪，具备更高的频率覆盖范围和更低的相位噪声。

提高仪器精度规范操作流程010203定期对矢量网络分析仪进行维护和保养，确保其机械和电气性能处于良好状态。

使用高质量的射频电缆和连接器，避免由于电缆质量差引起的测量误差。

采用现代测量技术，如自动校准和远程校准，提高校准的准确性和效率。

定期维护与校准仪器学习并采用最新的矢量网络分析技术，提高测量分辨率和精度。

研究并开发新型的测量算法和技术，降低测量不确定度。

参加相关学术会议和研讨会，了解最新的测量技术发展趋势和应用。

采用更先进的测量方法与技术结论与展望量化误差提高测量可靠性保证测量结果的准确性测量不确定度在矢量网络分析仪中的重要性未来研究方向与展望发展新型测量技术增强智能化和自动化拓展应用领域感谢观看。

微波实验五
用矢量网络分析仪测滤波器
一．实验目的：
掌握滤波器的基本原理及常用参数。

掌握矢量网络分析仪的原理及使用方法。

二．实验原理：
矢量网络分析仪本身是一套网络参数测试系统，内部集成了信号源，信号分离装置，接收机，处理显示模块。

三．实验步骤：
1.校准：
系统误差随机误差漂移误差
原理及设备噪声，开关，连接器温度变化
可校准不可校准定期消除
依次在1,2端口接入“开路OPEN”“短路SHORT”“负载
LOAD”“直通Through”4个负载，然后用鼠标点击相应的按钮，全部校准完后点击Apply键生效并保存。

2.接入测试件（滤波器）
3.点选需要测量的参数：频带设置，刻度显示，测量的参数，光标。

4.记录结果。

四．实验结果：
测试人员：
测试时间：。