Agilent 网络分析仪基本原理
网络分析仪原理图
网络分析仪原理图
网络分析仪原理图如下：
[插入网络分析仪原理图]
网络分析仪是一种用于测试和分析电路中频率响应的仪器。
它通常用于测量电路的传输特性、校准设备和分析电路中的故障。
网络分析仪基本上由两部分组成：生成器和接收器。
生成器是网络分析仪中的一个重要组成部分，它产生被测电路所需要的激励信号。
这个激励信号可以是单一频率的正弦波，也可以是多频率的信号。
生成器的输出信号送入被测电路，并通过接收器进行测量。
接收器是网络分析仪中的另一个重要组成部分，它用于测量被测电路中的响应信号。
接收器可以测量电路中的电压、电流或功率等参数，以获取被测电路的频率响应。
通过对激励信号和响应信号进行测量和分析，网络分析仪可以确定电路的传输特性，例如增益、相位和频率响应等。
网络分析仪原理图中的其他部分包括：输入接口、输出接口、显示屏和控制模块等。
输入接口用于将被测电路连接到网络分析仪，输出接口用于将测试结果输出到其他设备。
显示屏用于显示测试结果和参数，以便用户进行分析和判断。
控制模块用于设置和调整网络分析仪的工作模式、参数和功能。
总之，网络分析仪通过生成激励信号，测量响应信号，并进行
分析和判断，能够准确评估电路的频率响应和特性，为电路的测试和故障分析提供了重要的工具。
安捷伦的的网络分析仪
安捷伦的的网络分析仪安捷伦（Agilent）是一家知名的电子测试与测量仪器制造商，旗下的网络分析仪（Network Analyzer）是其产品线中的重要组成部分。
网络分析仪是一种可以用来测试和分析各种电子设备和电路的仪器，包括高速数字电路、射频和微波电路等。
安捷伦的网络分析仪以其高性能、稳定性和可靠性而受到业界的广泛认可和好评。
它主要用于测量和分析滤波器、放大器、天线、传输线、无线通信设备和通信系统等各种电子设备和电路的性能参数。
网络分析仪可以对电路中的功率、幅度、相位、传输特性、频率响应等进行测量和分析，帮助工程师们更好地了解电路的工作状态，对其进行优化和调整，提高产品的性能和可靠性。
安捷伦的网络分析仪具有多种功能和特点，如高精度、宽带、高速度、低噪声等。
它能够覆盖从直流到高频率范围内的信号测量和分析，支持多种不同的测试模式和测量参数。
同时，安捷伦的网络分析仪还具备友好的用户界面和易于操作的功能，使得工程师们可以方便地进行各种测试和分析，提高工作效率和测试准确性。
安捷伦的网络分析仪还具有强大的数据处理和分析能力。
它提供了多种数据显示和分析工具，包括频谱显示、时间域显示、功率谱显示、相位谱显示等，帮助用户更直观地了解电路的性能特性。
此外，它还支持数据的存储和导出，可以将测试数据保存为文件，方便用户进行后续的数据处理和分析。
此外，安捷伦的网络分析仪还具备良好的扩展性和兼容性。
它可以通过各种接口和插件来扩展其功能和应用范围，如信号发生器、频率计、电源等。
同时，它还支持多种通信接口和协议，如GPIB、LAN、USB等，可以与其他设备和系统进行互联互通，方便用户进行综合性能测试和系统集成。
在实际应用中，安捷伦的网络分析仪已广泛应用于各个领域，如电子制造、通信、无线电、航空航天等。
它可以用于产品研发、生产测试、维修和故障排除等各个环节，为工程师们提供了一个强大而可靠的工具，帮助他们更好地完成工作任务。
总之，安捷伦的网络分析仪作为一种高性能的测试与测量仪器，具有多种功能和特点，广泛应用于各个领域。
网络分析仪原理
网络分析仪原理
网络分析仪主要通过发送探测信号并测量信号的特征来分析和评估网络的性能和状态。
其原理可以分为以下几个方面：
1. 频谱分析原理：网络分析仪能分析信号在频域上的特性，通过将信号转换成频谱图并对其进行解读。
频谱图展示了信号中不同频率成分的能量分布情况，可以帮助判断信号存在的频率偏移、干扰等问题。
2. 时域分析原理：网络分析仪能分析信号在时间域上的特性，通过观察信号的波形和脉冲响应来判断信号的传输质量和故障情况。
时域分析可以检测信号的时延、失真、抖动等问题，有助于确定网络中的传输问题。
3. 调制解调原理：网络分析仪可以对不同的调制方式进行解调和分析。
通过解调信号，可以还原出原始信号并进行分析，帮助判断调制方式选择是否正确和信号传输是否完整。
4. 数据采样原理：网络分析仪通过对信号进行快速高精度的数据采样，获取信号的采样值，并将采样数据传输给计算机进行分析和显示。
数据采样精度和速度对准确定位和分析信号的特征至关重要。
5. 数据处理原理：网络分析仪对采样数据进行处理和分析，可以计算出一系列指标和参数，如频谱功率、频谱带宽、时延、串扰等，用于评估网络的性能和问题。
6. 数据显示原理：网络分析仪将分析处理后的数据通过显示器进行展示，以图形、数字等形式呈现给用户。
用户可以直观地观察数据并进行判断和分析，从而对网络进行优化和故障排除。
通过以上原理，网络分析仪可以帮助用户对网络的性能进行全面评估和分析，提供有力的技术支持和帮助。
网络分析仪8712ET的使用方法
8712ET简介8712E是Agilent公司生产的系列经济型射频网络分析仪，其中ET型是传输/反射分析仪。
1.18712ET基本原理8712ET是在一台射频网络分析仪的基础上增加了若干硬件、软件构成。
图1是射频网络分析仪的原理方框图，它由扫频信号发生器（通常内置）、用于分离前向和后向测试信号的测试部分、一个多波段相位相干高灵敏度的接收器、信号处理和显示等部分组成。
图1原理方框图在进行测量时，仪器发出扫频信号，信号通过输出口送到待测设备，信号通过设备后送回网络分析仪。
由于待测设备接口的输入阻抗与网络分析仪输出阻抗不可能理想匹配，必然会反射一部分信号。
网络分析仪对输出和输入信号进行比较可得出待测设备的传输指标，如增益、插入损失、分配损失等；对输出和反射信号进行比较可得出待测设备的反射指标，如反射损耗等。
1.28712ET主要参数和特点8712ET的频率范围是300kHz～1.3GHz，频率分辨率是1Hz，频率精度<5×10-6；不配置衰减器输出功率范围为0～+16dBm，配置衰减器后可达-60～+15dBm；系统阻抗有50Ω和75Ω两种，在CATV系统中使用阻抗为75Ω的；既可进行窄带检测，又可进行宽带检测，100dB的动态范围，扫描速度快（50ms完成一次扫描）；具有各种接口，通过标准LAN(局域网)接口数据能直接通过网络共享，用PC应用软件分析、处理或发送到联网打印机上。
1.38712ET仪器面板8712ET的面板左边是显示屏，其用于显示测量图形和数值。
屏幕右边有8个软键，分别对应屏幕右边排列的菜单。
右上是软盘驱动器，它下面左下框的数字键、旋钮、上下键等用于数字输入和修改。
软盘驱动器右下框的4个按键是系统键，用于存储、调用系统配置或测量数据等操作。
再下面的3个框分别是测量曲线选择部分（对曲线1和2进行选择）、信号源设置部分（包括频率特性、扫频特性、输出功率和菜单，用于对选择信号源各种参数进行设置）、配置部分（包括刻度键、显示键、校正键、光标键、格式键和平均键，用于选择各种配置进行设置）。
用过网络分析仪吗，图解一下它的原理！
用过网络分析仪吗，图解一下它的原理！网络分析仪组成框图图1所示为网络分析仪内部组成框图。
为完成被测件传输/反射特性测试，网络分析仪包含：1．激励信号源；提供被测件激励输入信号2．信号分离装置，含功分器和定向耦合器件，分别提取被测试件输入和反射信号3．接收机；对被测件的反射，传输，输入信号进行测试。
4．处理显示单元;对测试结果进行处理和显示。
图1 网络分析仪组成框图传输特性是被测件输出与输入激励的相对比值，网络分析仪要完成该项测试，需分别得到被测件输入激励信号和输出信号信息。
网络分析仪内部信号源负责产生满足测试频率和功率要求的激励信号，信号源输出通过功分器均分为两路信号，一路直接进入R接收机，另一路通过开关输入到被测件相应测试口，所以，R 接收机测试得到被测输入信号信息。
被测件输出信号进入网络分析仪B接收机，所以，B接收机测试得到被测件输出信号信息。
B/R为被测试件正向传输特性。
当完成反向测试测试时，需要网络分析仪内部开关控制信号流程。
图2 网络分析仪传输测试信号流程反射特性是被测件反射与输入激励的相对比值，网络分析仪要完成该项测试，需分别得到被测件输入激励信号和测试端口反射信号。
网络分析仪内部信号源负责产生满足测试频率和功率要求的激励信号，信号源输出通过功分器均分为两路信号，一路直接进入R接收机，另一路通过开关输入到被测件相应测试口，所以，R 接收机测试得到被测输入信号信息。
激励信号输入到被测件后会发射反射，被测件端口反射信号与输入激励信号在相同物理路径上传播，定向耦合器负责把同个物理路径上相反方向传播的信号进行分离，提取反射信号信息，进入A接收机。
A/R 为被测试件端口反射特性。
当需要测试另外端口反射特性时，需网络分析仪内部开关将激励信号转换到相应测试端口。
图3 网络分析仪反射测试信号流程1、信号源信号源提供被测件激励信号，由于网络分析仪要测试被测件传输/反射特性与工作频率和功率的关系。
所以，网络分析仪内信号源需具备频率扫描和功率扫描功能。
Agilent 频谱分析仪基本原理
频谱分析仪测试重要设置
------视频带宽（VBW）
根据测试信号的要求设置RBW VBW设置处于自动状态
BW
视频滤波器
视频滤波前测试显示结果 视频滤波后测试显示结果
• 视频带宽可自动和手动设置，自动状态下，VBW由RBW决定 • VBW设置影响信号显示频谱的平滑和测试速度 • 减小VBW提高噪声背景下点频信号测试的灵敏度
• Peak检波方式： 取值每个区间最大幅值。适合CW 信号及信号搜索测试
• Sample检波方式;取值每个区间的固定时间点。适合于噪声信号测试
• Neg Peak检波方式：取值每个区间的最小幅值。适合于小信号测试
• Auto检波方式：按最大和最小交替取值，适合包含正弦和噪声成分的信号分析
• Avg检波方式：功率测量取值由多个包络电平值的平均得到，适合噪声和
•当滤波器带宽小时,其响应时间会变长。仪表扫描速度相应变慢 •扫频测试中，将扫描时间设置为自动方式
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频谱仪测试灵敏度
Apparent Signal
Actual S/N
频谱仪内部混频器及各级放大器会产生噪声, 通过检波器会反映为显示白噪声电平 (DANL)
测试速度 扫描速度，接口数据传输速度
（测试的效率，检测瞬变信号的能力）
分析功能 提供通道功率，信号带宽，谐波失真等参数
（基于频谱测试，提供完整的信号参数）
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影响频率分辨率性能的因素
RBW
安捷伦7700ICPMS仪器及原理介绍
典型的雾化器
氩气出口
Babinton雾化器
样品入口
样品出口
氩气入口
氩气入口
样品入口
同心雾化器
样品入口
Pt/Rh毛细管
氩气入口
错流雾化器
Title of Presentation Date
Agilent Restricted
Page *
典型的雾化室 – 双通路斯科特型
样品废液出口
小雾滴进入ICP
2009 Agilent 7700 series ICP-MS 上市
Title of Presentation Date
Agilent Restricted
Page *
ICP-MS的应用领域分布
环境: 49% 饮用水、海水、环境水资源 食品、卫生防疫、商检等 土壤、污泥、固体废物 生产过程QA/QC，质量控制 烟草／酒类质量控制, 鉴别真伪等 Hg, As, Pb, Sn等的价态形态分析
Ar 等离子体中各元素的电离特性
Agilent 7700 ICP-MS 系统详图
高基体进样系统(HMI) 稀释气入口
半导体冷却控温雾室
离轴偏转透镜
低流速进样
高速频率匹配的 27MHz 射频发生器
高性能真空系统
池气体入口
高频率 (3MHz) 双曲面四极杆
快速同时双模式检测器 (9 个数量级线性动态范围)
等离子体色谱软件
Agilent 4500 Series
Agilent 7500 Series
ShieldTorch Interface
安捷伦ICPMS的发展历史
1987年: 第一代产品，第一台计算机控制ICPMS仪器，型号PMS-100。 1988年：第二代产品，型号PMS-200,高基体分析接口。 1990年：第三代产品，型号PMS-2000。技术发明：Omega离轴偏转透镜 “被证明优于采用中心光子阻挡片的透镜"－《电感耦合等离子体质谱手册》 1992年：发明专利屏敝炬系统（ShieldTorch） 应用于半导体行业ppt级K, Ca, Fe等元素的测定 1994年：第四代产品，型号HP4500。 第一台台式ICP-MS 1998年：第五代产品，HP4500+；发明Plasma-Chrom软件， 使ICPMS与色谱技术联用实现一体化，使形态分析成为标准技术 1999年：HP4500按专业应用分为100型，200型，300型。
agilent 5800icp-oes原理
Agilent 5800 ICP-OES（电感耦合等离子体发射光谱仪）的原理是基于原子和离子在受到能量激发后，会从基态跃迁到激发态，然后在返回低能级时发射出特定波长的光。
这种能量的来源是在高温下（通常达到6000~8000K）工作的氩等离子体的热量。
不同元素的原子在激发或电离时，会发射出不同波长的特征光谱，因此可以根据这些特征光的波长进行元素的定性分析。
同时，元素的含量不同时，发射特征光的强弱也不同，据此可以实现元素的定量测定。
在ICP-OES中，样品首先被引入到等离子体焰炬中，然后被氩载气带入焰炬。
在这个过程中，样品中的组分被原子化、电离、激发，然后以光的形式发射出能量。
这些光通过分光系统被分辨成不同的波长，最终在光感检测器上获得信号。
这些信号被转化为数字数据，并进行处理和分析，从而得出样品中各种元素的含量。
需要注意的是，ICP-OES只能用于测定总元素含量，不能区分化合物。
此外，由于元素会有多条发射谱线，可能会与其他元素产生干扰或重叠，因此需要进行干扰校正以提高分析的准确性。
总的来说，Agilent 5800 ICP-OES通过利用氩气的等离子体激发元素并获得元素特征谱线，然后通过分光系统和检测器对这些特征谱线进行分辨和测量，从而实现样品中多种元素的定性和定量分析。
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Network Analyzer Fundamentals > How it measures
4. 显示处理单元
n测试数据的处理
嵌入/去嵌入处理 阻抗转换 时域转换 …….
Marker，limit lines n文件处理
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输入
R
反射
A
反射特性
Reflected
A
Incident = R
SWR
S参数 S11,S22
反射系数 Γ, ρ
反射损耗
阻抗 R+jX, G+jB
培训专用教材
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输出
B
传输特性
Transmitted
B
=
Incident
高频信号 l 信号波长 ≈ or << 线长 l 特性阻抗(characteristic impedance ) Z0反映传输线特性 l 信号包络电压与传输线位置有关
Page 5
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传输线，匹配，Smith Chart, Group Delay (GD), S-Parameter
A/D
R2接收机
LO*
A/D
n 接收机 检波,测量
n 处理显示单元
测试端口-1
网络分析仪测试连接状态
A接收机
A/D
B接收机
A/D
反射信号 激励信号
输出信号
被测器件
测试电缆
测试端口-2
RA1:被测件1端口反射参数S11
BR1:被测件1→2端口传输参数S21
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Γ
Emax
Emin
驻波比
Voltage Standing Wave Ratio
VSWR = Emax Emin
1+ρ = 1-ρ
全匹配 (ZL = Zo)
0
∞ dB
1
ρ
RL VSWR
全反射 (ZL = 开路,短路 )
1
0 dB
∞
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矢量校准-更高精度
n单端口SOL -反射参数测试
n双端口SOLT（去除全部系统误差） -传输反射都测
多端口－3N+3N*(N-1) error terms
机械校准件
电子校准件(Ecal)
Shorts, Open Loads, Thru
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How to perform Calibration ?
频率响应误差 1反射跟踪误差 2传输跟踪误差
R
3方向性 误差
A
反射信号
4源失配
6串扰
B
DUT
5负载失配
频响校准
n单端口Response校准-测S11/S22 nThrough校准-测S21/S12
网络分析仪测试要讨论的问题
l 器件性能的描述: 传输特性; 反射特性 l 器件传输特性/反射特性的指标定义 ?
è Gain, Phase, Group delay è VSWR, Γ, ρ , Impedance
l 影响器件传输/反射特性的因素 ? è 工作频率 è 信号功率
反射特性 传输特性
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传输特性
V 输入
DUT
V 传输
传输系数 =
Τ=
τ∠φ VTransmitted = VIncident
插入损耗 (dB) = - 20 Log
V Trans V Inc
= - 20 log τ
输入
DUT
to
Time
A phase shift =
to * 360°* f
f 1
Frequency
输出
线性特性:
l 输入信号与输出信号同频率
l 输出信号幅度和相位会发生变化
f1
Frequency
f1
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-
RF/MW信号 (信号波长 <<= 线长) l 特性阻抗Z0 反映传输线特性:
系统中 Zo 为常数，通用50 or 75 Ω
Zs = Zo
V 输入信号
Zo=50 Ω
ZL = 25 Ω
全反射 半反射
V 反射信号
ZL = 50=Zs
无反射 =匹配
不匹配时，反射信号与输入信号矢量叠加，形成包络/驻波
Page 6
正向
S 11 反射 b1
S 11 =
Reflected Incident
=
b1 a1
S 21
Transmitted
=
Incident
=
b
2
a1
a1 = 0 Z0 Load
b1 传输
S 21
a2 = 0 a2 = 0
DUT
S 12
传输
b2
DUT
a2 = 0
S-parameters
电压线性值定义
Z0 Load
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工作频率; 信号功率
传输线，匹配，Smith Chart, Group Delay (GD), S-Parameter
传输线基本概念
>> 线长 l 电压/电流测试值大小与测试位置无关
R
增益
S参数 S21,S12
传输系数 Τ,τ
群延时 Delay 相位 Phase
Network Analyzer Fundamentals > How it measures
主要组成部分： n 激励源
两端口VNA 基本框图
合成源
X
输出衰减器
输出衰减器
n 信号分离装置: 功分器、 定向耦合器
R1接收机
Why Calibrate – 消除测量误差
测试数据
系统误差 随机误差 飘移误差
被测件 性能
What we can Calibrate out?
系统误差 l 由于测试仪表原理或测试设备引起，变化有规律，定量描述
随机误差 è 设备噪声，开关重复性，连接器可重复性，随机变化
飘移误差 l 校准后仪表性能变化；主要由温度变化造成；通过定期计量消除
增益 (dB) = 20 Log
V Trans V Inc
= 20 log τ
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传输特性的线性与非线性
A
A * Sin 360°* f ( t - t°)
Sin 360°* f * t
Time
S 22 =
Reflected Incident
=
b2 a2
S 12
Transmitted
=
Incident
=
b
1
a2
a1 = 0 a1 = 0
S 22 反射
输入
b2
反向
a2
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完整的器件指标描述
Group Delay (tg) =
−d φ dω
=
−1 d φ 360 o * d f
φ in radians ω in radians/sec φ in degrees
f in Hertz (ω = 2 π f)
tg
群时延抖动
to 平均时延
Frequency
网络分析仪通过测试相/频特性得 到器件延迟性能
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信号在器件中的传播
入射 反射
RF/Microwave信号在器件中的传播
透射
Lightwave
Incident 反射特性 Reflected
Reflected Incident
SWR
S参数 S11,S22
l GD 抖动反映器件相位特性线性 l GD平均值反映器件的平均时延
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传输线，匹配，Smith Chart, Group Delay (GD) ,S-Parameter
S参数的定义 输入
a1
反射系数 Γ, ρ
回波损耗
阻抗 R+jX, G+jB
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Transmitted
传输特性
Transmitted Incident
增益
S参数 S21,S12
Τ,τ 传输系数
群延时 Delay 相位 Phase
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反射特性的参数定义:
反射系数