БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра метрологии и стандартизации

РЕФЕРАТ

На тему:

"Векторные анализаторы цепей. Контроль и диагностика компонентов цифровых сетей и систем телекоммуникаций"

МИНСК, 2008

Векторные анализаторы цепей. Гетеродинные векторные анализаторы цепей

Гетеродинные векторные анализаторы цепей строятся на базе скалярных анализаторов цепей. СВЧ измерительный тракт остается практически таким же, а так как при амплитудном детектировании информация о фазе теряется, то вместо амплитудных детекторов используется СВЧ смесители или стробоскопические преобразователи частоты.

У гетеродинных ВАЦ используется 2 СВЧ генератора с различными частотами.

Обобщенная структурная схема ВАЦ для режима измерения S21 (S12) представлена на рисунке 1.

Важнейшими узлами таких ВАЦ являются смесители. Они должны иметь хорошую развязку каналами.

На выходах смесителей выделяется сигнал промежуточной частоты:

Постоянство  обеспечивает схема фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), которая работает по сигналу опорного сигнала (ОК). В процессе работы гетеродин перестраивается синхронно с ГКЧ.

Выходные сигналы смесителей опорного и измерительного каналов (ИК) поступают на векторный измеритель отношений, где производится измерение отношений их амплитуд, а с помощью фазового детектора – разность фаз сигналов. После усиления и детектирования сигналы подаются на ЭЛТ, где производятся наблюдения исследуемых характеристик. Причем индикация может осуществляться двумя способами:

1) в полярных координатах (для S11, S22).

2) в декартовых координатах (в виде частотных характеристик всех S-параметров).

К достоинствам гетеродинных ВАЦ можно отнести большой динамический диапазон (80-90 дБ), а к недостаткам, сложность СВЧ оборудования и высокую стоимость.

Источники погрешностей практически те же, что и в скалярных, но в векторных АЦ предъявляются очень жесткие требования к точности установки и нестабильности частоты ГКЧ.

Гомодинные векторные анализаторы цепей

В этих ВАЦ используется только один генератор, а для получения информации о фазе измеряемого параметра используется дискретный фазовращатель. В гомодинных ВАЦ используется относительно простое СВЧ оборудование, но более сложные алгоритмы обработки измерительной информации.

Упрощенная схема гомодинного ВАЦ для режима измерения S21, S12 представлена на рисунке 2.

На выходе СВЧ-сумматора () имеем сигнал векторной суммы:

,

где  и  сигналы измерительного (ИК) и опорного (ОК) каналов.

Эти сигналы описываются следующими выражениями:

,

,

где Е0 – амплитуда поля в точке разветвления ОК и ИК,

 – модули и аргументы коэффициентов передачи измерительного и опорного каналов и объекта измерения соответственно.

Для двух положений дискретного фазовращателя (ДВФ) можно записать:

,(1)

где  - коэффициент и частота амплитудной модуляции ГКЧ,

Kg - коэффициент передачи сумматора и детектора.

Из уравнения (1) можно найти значения Sx и jx, определив при калибровке анализатора другие, входящие в (1) величины.

К достоинствам гомодинных ВАЦ можно отнести значительно более простой измерительный тракт СВЧ, а к недостаткам более сложные алгоритмы измерения и калибровки и меньший динамический диапазон измерений (≈50 дБ) по сравнению с гетеродинными ВАЦ. ............