Добавлен к сравнению.

Общая информация о векторных анализаторах электрических цепей

Векторный анализатор электрических цепей - это прибор, который измеряет характеристики прохождения сигнала через тестируемое устройство и характеристики отражения сигнала от его портов. Эти характеристики называются S-параметрами. Для двухпортовых устройств характеристика отражения от первого порта называется S11, характеристика передачи в прямом направлении называется S21, характеристика передачи в обратном направлении называется S12 и характеристика отражения от второго порта называется S22.

Каждый S-параметр содержит амплитудно-частотную (АЧХ) и фазо-частотную (ФЧХ) характеристики тестируемого устройства в соответствующем направлении. Существует много стандартных способов отображения измеренных S-параметров на экране векторного анализатора электрических цепей. Вы сами можете выбирать, в каком виде просматривать результаты: в виде графика КСВ или обратных потерь от частоты, диаграммы Смита, амплитуды, фазы, вносимого затухания или усиления, групповой задержки и др.

Результаты измерения характеристик полосового фильтра

Для того, чтобы выполнить измерение, анализатор электрических цепей подаёт на тестируемое устройство синусоидальный сигнал и измеряет сигнал, который отразился и сигнал, который прошёл через устройство. Оба сигнала (отражённый и прошедший) будут отличаться по амплитуде и фазе от тестового синусоидального сигнала. Если анализатор электрических цепей может измерять только амплитуду, то он называется скалярным. Если анализатор может измерять и амплитуду и фазу, то он называется векторным. Практически все современные анализаторы электрических цепей являются векторными, так как именно векторный анализатор позволяет наиболее полно измерить характеристики тестируемого устройства в заданном диапазоне частот.

На этом рисунке в упрощённой форме показано как работает векторный анализатор электрических цепей в режиме измерения передаточной характеристики в прямом направлении (S21). На тестируемое устройство подаётся опорный (эталонный) синусоидальный сигнал с известной амплитудой и фазой. После того, как сигнал пройдёт через тестируемое устройство, его амплитуда и фаза изменятся. Далее, детектор амплитуды и фазы определяет насколько отличается амплитуда и фаза измеряемого сигнала от опорного. Таким образом определяются характеристики тестируемого устройства на одной частоте. При измерении в диапазоне частот, векторный анализатор цепей многократно изменяет частоту опорного сигнала в заданных Вами пределах. Конечно, это сильно упрощённое описание, но принцип работы иллюстрирует хорошо.

Для чего используются векторные анализаторы цепей

Для чего нужны векторные анализаторы электрических цепей? Есть три задачи, которые они решают.

Основная задача - это измерение характеристик активных и пассивных радиоустройств, таких как: аттенюаторы, усилители, фильтры, антенны, фидеры, волноводы, преобразователи частоты и многие другие компоненты, используемые в различных схемах. Без преувеличения можно сказать, что векторные анализаторы цепей являются одним из важных факторов развития современных телекоммуникаций.

Вторая задача - это измерение уровня поглощения и отражения радиоволн от различных материалов, например элементов конструкции самолётов или ракет, специальных покрытий и красок. Для выполнения этого вида измерений, к портам анализатора цепей необходимо подключить передающую и приёмную антенны.

Третья задача - это измерения в пищевой, химической и медицинской промышленности. Благодаря своей возможности измерять диэлектрическую постоянную, добротность и тангенс угла потерь различных веществ, векторные анализаторы цепей применяются для измерения влажности зерна, качества нефти и множества других важных параметров, которые, на первый взгляд, никак не связаны с радиоизмерениями.

Какие бывают векторные анализаторы электрических цепей

Классический векторный анализатор - это функциональный, точный и дорогой прибор в стандартном лабораторном исполнении, содержащие двухпортовые и четырёхпортовые анализаторы с частотным диапазоном более 100 ГГц.

К приборам средней категории относятся компактные анализаторы, как правило с верхним частотным диапазоном от 4 до 40 ГГц. Такие приборы выпускаются в небольших, удобных корпусах. Они идеально подходят для решения большинства практических задач в лаборатории. Для управления работой этих анализаторов, обработки и отображения результатов измерений, используется персональный компьютер.

Если есть необходимость в проведении измерений, как в лаборатории, так и на удалённом объекте, очень удобно использовать портативные приборы анализаторы цепей, объединяющие в одном корпусе двухпортовый векторный анализатор цепей с частотой до 20 ГГц и полноценный анализатор спектра также до 20 ГГц.

Измерители КСВН

Во всем мире любые измерения в трактах передачи радиочастотных сигналов фактически сводятся к измерениям мощности и коэффициентов отражения. Необходимость измерения коэффициента отражения обусловлена тем, что он является одним из основных параметров, характеризующих высокочастотные устройства. Поэтому метрологическому обеспечению измерения коэффициента отражения придается важное значение.  Иерархическая система метрологического обеспечения измерения коэффициента отражения восходит к линейным измерениям геометрических размеров прецизионных отрезков стандартизованных трактов. Однако, как это не является странным, нижестоящие средства измерений являются намного более сложными техническими устройствами. Этот факт можно объяснить, проследив эволюцию средств измерений коэффициента отражения. Начиналось все с измерительных линий (по отечественной классификации группа Р1), которые представляли из себя отрезок тракта с измерительным зондом и обеспечивали достаточно точные измерения как модуля, так и фазы коэффициента отражения. Однако, работать с ними было неудобно из-за большой трудоемкости операций. На смену им пришли панорамные измерители КСВН (по отечественной классификации группа Р2, по зарубежной – скалярные анализаторы цепей), а затем и векторные панорамные измерители КСВН (по отечественной классификации группа Р4, по зарубежной – векторные) анализаторы цепей. Данные приборы построены по принципу раздельной индикации отраженной и падающей мощности в точке подключения измеряемого устройства при помощи направленных ответвителей или балансных мостов. Дальнейшее увеличение точности этих приборов было достигнуто путем устранения неидеальностей  параметров ответвителей или мостов с помощью полной математической коррекции при калибровке по образцовым мерам комплексного коэффициента отражения.

Коэффицие́нт отраже́ния — общее название безразмерных величин, характеризующих отражение волн от неоднородности в среде распространения. Примерами неоднородности могут быть нагрузка в линии передачи или граница раздела двух однородных сред с различными значениями электрофизических параметров.

• Коэффициент отражения по напряжению — отношение комплексной амплитуды напряжения отраженной волны к комплексной амплитуде напряжения падающей волны в заданном сечении линии передачи.

• Коэффициент отражения по току — отношение комплексной амплитуды тока отраженной волны к комплексной амплитуде тока падающей волны в заданном сечении линии передачи.

• Коэффициент отражения радиоволны — отношение указанной составляющей напряженности электрического поля в отраженной радиоволне к той же самой составляющей в падающей радиоволне

А если вы ограничены бюджетом, производятся анализаторы цепей эконом серии с одним или двумя портами по более низкой цене