Agilent 網路分析儀教學

SIMON1016

網路分析儀  是很昂貴又嬌氣 的東西
動不動就上一百多萬台幣 ， 高頻微波類的示波器 在乎信號損失要求非常靈敏 ，
信號輸出入端口容易由電力過載應力 (EOS) 和靜電放電 (ESD) 所造成的靈敏示波器通道損壞。
例如，在電壓超過 ±2V 時能損壞示波器使用的高效能取樣功能。

影片1. Agilent 網路分析儀教學影片
             裡面除了目的是測試電源電路穩定度之外，也強調小心注意電力過載應力 (EOS) 測試時注意事項。

影片2. Agilent E5071C ENA網路分析儀原理與實機操作說明
          介紹了網路分析儀使用前的校正作業, 這張截圖說明校正作業程序。


另外個人補充一下: 因為都是使用SMA接頭/Cable，
                           接合與卸下時必須只轉動SMA活動螺栓，嚴禁轉CABLE  導致線芯接合處會磨損。

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1.  Agilent 網路分析儀教學影片
https://www.youtube.com/watch?v=z9dn5xEq3Y4




2.  浩網科技 - Agilent E5071C ENA網路分析儀原理與實機操作說明
https://www.youtube.com/watch?v=UjnF2QRpG4k

peter5438

小弟天資愚鈍....網路查了半天也不知道是要做什麼用的?  這個是測量網路用的嗎? 為什麼要測量呢? 我只知道質譜分析儀....這個一點概念都沒有!

請問一下? 現在網絡都是無線的, 要怎麼樣測量?

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矢量網絡分析儀,它本身自帶了一個信號發生器，可以對一個頻段進行頻率掃描. 如果是單端口測量的話，將激勵信號加在端口上，通過測量反射回來信號的幅度和
相位，就可以判斷出阻抗或者反射情況. 而對於雙端口測量，則還可以測量傳輸參數. 由於受分佈參數等影響明顯，所以網絡分析儀使用之前必須進行校準。

網絡分析儀是在四端口微波反射計（見駐波與反射測量）的基礎上發展起來的。在60年代中期實現自動化，利用計算機按一定誤差模型在每一頻率點上修正由定向耦合器的定向性不完善、失配和竄漏等而引起的誤差，從而使測量精確度大為提高，可達到計量室中最精密的測量線技術的測量精確度，而測量速度提高數十倍。

duke83

網路分析儀的基本觀念可以看附件 KEYSIGHT 寫的介紹說明，簡單的說就是測量一個元件或模塊的複數阻抗。
交流元件或射頻元件或射頻網路的阻抗稱為 Z，這個 Z 包含了直流的實數阻抗 R 與交流的複數阻抗 jX，就是向量阻抗 R + jX，在高頻的領域習慣以史密斯圖的 S 參數來表示。


網路分析儀（Network Analyzer）就是分析這種元件特性最佳的設備，簡單一點的可以用頻譜分析儀（Spectrum Analyzer）與循跡產生器（Tracking Generator）來取代一部分的功能，但也只有網路分析儀才能看史密斯圖並擁有更佳的解析度與更精準的測量。

因為這是精密的測量所以每次要測量之前都要用相關配件如高品質導線、轉接頭、50 歐姆終端電阻、耦合器或順向器或稱方向耦合器先執行校正檢驗以確保儀器與配件之正確性，常常一個接頭沒有鎖緊接好就會嚴重影響測試的數據。

實際應用舉例可以來測天線的阻抗是否在其設計的頻率下接近 50 歐姆與天線的頻寬（Q 值），或是用來測量調整濾波器或陷波器的工作點，測量射頻放大器的輸出入阻抗特性、或是驗證阻抗匹配網路等等。

網路分析儀或頻譜分析儀對射頻工程師的重要性遠大於示波器的使用，除了頻率更寬外還有更高的靈敏度都能達到 uV 等級，所以得要更小心使用一般而言不會給不懂的人操作否則半年的薪水都不夠賠。

5965-7707ZHA.pdf (1.48 MB)

2017-10-29 08:11 AM 上傳

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peter5438

duke83 發表於 2017-10-29 08:12 AM
網路分析儀的基本觀念可以看附件 KEYSIGHT 寫的介紹說明，簡單的說就是測量一個元件或模塊的複數阻抗。
交 ...

謝謝您精湛的解釋....但是我還是不知道要用來做什麼用的? 是要測量網路的速度..還是說網路的品質? 還是說要找出失真毛病?  如果找出毛病要怎麼去修正?

簡單的說就是什麼公司會用網路分析儀? 第4台的公司安裝電線的時候使用的? 台積電應該不會用到吧!

duke83

peter5438 發表於 2017-10-29 08:44 AM
謝謝您精湛的解釋....但是我還是不知道要用來做什麼用的?  是要測量網路的速度..還是說網路的品質? 還 ...

網路分析儀的網路不是電腦網路是高頻電路的 Network，量測高頻元件或線路。

第四台安裝人員只需要強度表更高級的用頻譜儀，網路分析儀只會出現在 RD 工程師的工作桌上或精密實驗室內，連生產線上都很少見更不用想會帶出去外場使用，有些公司龜毛到不允許搬移使用要用就將所有被測物帶過來用。

peter5438

duke83 發表於 2017-10-29 08:56 AM
網路分析儀的網路不是電腦網路是高頻電路的 Network，量測高頻元件或線路。

第四台安裝人員只需要強度表 ...

網絡分析儀是衡量電網網絡參數的儀器。 今天，網絡分析儀通常測量s參數，因為電網的反射和傳輸容易在高頻下測量，但還有其他網絡參數集，如y參數，z參數和h參數。 網絡分析儀通常用於表徵雙端口網絡，如放大器和濾波器，但可以在具有任意數量端口的網絡上使用。

網絡分析儀主要用於高頻;工作頻率範圍為5 Hz至1.05 THz。特殊類型的網絡分析儀也可以覆蓋低至1 Hz的較低頻率範圍。這些網絡分析儀可用於例如開環的穩定性分析或音頻和超聲波組件的測量。

網絡分析儀的兩種基本類型是

標量網絡分析儀（SNA） - 僅測量幅度屬性
矢量網絡分析儀（VNA） - 測量幅度和相位特性

VNA是廣泛用於RF設計應用的RF網絡分析儀的一種形式。 VNA也可以稱為增益相位計或自動網絡分析儀。 SNA在功能上與頻譜分析儀結合跟踪發生器相同。截至2007年，VNA是最常見的網絡分析儀，所以提到不合格的“網絡分析儀”通常意味著VNA。三大著名的VNA製造商是Keysight，Anritsu和Rohde＆Schwarz。

另一類網絡分析儀是微波轉換分析儀（MTA）或大信號網絡分析儀（LSNA），可測量基波和諧波的幅度和相位。 MTA在LSNA之前被商業化，但是缺乏LSNA現在提供的一些用戶友好的校準功能。

VNA是一種測試系統，可以根據網絡散射參數或S參數來表徵射頻和微波設備的射頻性能。

該圖顯示了典型的2端口矢量網絡分析儀（VNA）的基本部分。被測設備（DUT）的兩個端口表示為端口1（P1）和端口2（P2）。 VNA本身提供的測試端口連接器通常必須分別使用精密電纜1和2，PC1和PC2以及合適的連接器適配器A1和A2進行擴展並連接到P1和P2。

測試頻率由可變頻率CW源產生，其功率電平使用可變衰減器設置。開關SW1的位置設定測試信號通過DUT的方向。最初認為SW1處於位置1，使得測試信號入射到P1上的DUT，其適於測量{\ displaystyle S_ {11} \，} S _ {{11}} \和{\ displaystyle S_ {21 } \，} S _ {{21}} \，。測試信號由SW1饋送到分離器1的公共端口，一個臂（參考通道）通過定向耦合器DC1，PC1饋送P1（RX REF1）的參考接收器和連接到P1的另一個（測試通道）和A1。 DC1的第三個端口通過A1和PC1耦合從P1反射的功率，然後將其饋送到測試接收機1（RX TEST1）。類似地，離開P2的信號通過A2，PC2和DC2通過RX TEST2。 RX REF1，RX TEST1，RX REF2和RXTEST2被稱為相干接收機，因為它們共享相同的參考振盪器，並且它們能夠在測試頻率下測量測試信號的幅度和相位。所有復雜的接收機輸出信號被饋送到執行數學處理的處理器，並且在相位和幅度顯示上顯示所選擇的參數和格式。相位的瞬時值包括時間和空間部分，但是前者通過使用2個測試通道（一個作為參考，另一個作為測量）被去除。當SW1設置到位置2時，測試信號被施加到P2，參考值由RX REF2測量，來自P2的反射由DC2耦合併由RX TEST2測量，離開P1的信號由DC1耦合併由RX測量TEST1。這個位置適合於測量{\ displaystyle S_ {22} \，} S _ {{22}} \和{\ displaystyle S_ {12} \，} S _ {{12}} \。

peter5438

向量網路分析儀 (或稱VNA) 是一個重要的測試儀器，已協助開發了無數的現代無線技術。今天，VNA則用於廣泛的射頻和高頻應用。在設計應用中，設計人員會使用模擬來減少實體原型迭代以加速上市時間。VNA即是用於驗證這些設計模擬。在製造應用中，射頻組件或裝置會根據一組規格進行組裝和測。VNA可以快速準確地驗證這些射頻組件和裝置的效能。

向量網路分析儀概述: 今天，「網路分析儀」一詞用於描述各種「網路」的工具。例如，今天的大多數人都擁有在 3G 或 4G「網路」上運作的手機。此外，我們的大部分住家、辦公室和商業場所都有 Wi-Fi 或無線 LAN「網路」。此外，許多電腦和伺服器都設定在與雲端連接在一起的「網路」中。對於這些「網路」，均存在一個可驗證效能、地圖覆蓋區域和識別問題區域的網路分析儀工具。

多年來 VNA已用來協助開發上述所有的網路技術。從手機網路到Wi-Fi網路，到電腦網路和雲端......

誰需要 VNA
所有無線解決方案均具有發射器和接收器，且每個均包含許多射頻和微波組件。 這不僅包括智慧型手機和 WiFi 網路， 還包括連線的汽車和 IoT (物聯網) 裝置。此外，現今的電腦網路還能以如此高的頻率運作，而且在射頻和微波頻率上傳遞訊號。 現今在 VNA 的協助下存在的一系列範例應用。

VNA用於測試組件規格並驗證設計模擬，以確保系統及其組件可正常運作。研發工程師和製造測試工程師通常在產品開發的各個階段使用VNA。組件設計人員需要驗證其組件的效能，例如放大器、濾波器、天線、電纜、混波器等，而系統設計人員則需要驗證其組件規格，以確保系統的效能可達到其子系統和系統規格。生產線則使用VNA來確保所有產品在出貨以供客戶使用之前均符合要求。在某些情況下，VNA甚至可用於現場操作，以驗證部署的射頻和微波系統，並進行相關的疑難排解。

VNA 基礎介紹      85T_60918_0_Tek_VNA_PR_05 (1).pdf (1.55 MB)

2017-10-29 09:50 AM 上傳

點擊文件名下載附件

  

搞清楚了 ...VNA以前就學過了...太久没用了...給忘了....    終於我可以去{:14_1479:} 了.

peter180

「 接合與卸下時必須只轉動SMA活動螺栓，嚴禁轉CABLE  導致線芯接合處會磨損。」

請問Simon大，一般示波器的BNC接頭在這裡也適用嗎？謝謝。

SIMON1016

peter180 發表於 2017-10-29 10:50 AM
「 接合與卸下時必須只轉動SMA活動螺栓，嚴禁轉CABLE  導致線芯接合處會磨損。」

請問Simon大，一般示波器 ...

一般示波器的BNC接頭在這裡  我還沒見過 !!

我打錯了  NA /VNA/ENA ..以Agilent 多見其使用 NMD 接頭  

我手頭上是使用  Agilent 86100D主機 加 54754A模組
該主機與模組都是SMA接頭  (中間是限壓保護器  都是SMA接頭)


S參數  (SDD11 )


Keysight 給的校正用標準負載 是 HUBER+SUHNER  製品

peter180

SIMON1016 發表於 2017-10-29 06:52 PM
一般示波器的BNC接頭在這裡  我還沒見過 !!

我打錯了  NA /VNA/ENA ..以Agilent 多見其使用 NMD 接頭  

抱歉，我的發問方式可能讓Simon大誤會了。
我是要問「如果是使用一般示波器的BNC接頭探棒，也是儘量避免轉Cable嗎？」
謝謝

專炸元件

peter180 發表於 2017-10-29 11:50 AM
「 接合與卸下時必須只轉動SMA活動螺栓，嚴禁轉CABLE  導致線芯接合處會磨損。」

請問Simon大，一般示波器 ...

轉硬不轉軟     
避免旋轉纜線   不論任何形式的纜線

就跟拔插頭   拉插頭不要拉線是類似的道理   

專炸元件

peter5438 發表於 2017-10-29 09:37 AM
網絡分析儀是衡量電網網絡參數的儀器。 今天，網絡分析儀通常測量s參數，因為電網的反射和傳輸容易在高 ...

這裡的網路其實就是指電路  
就跟道路網路圖   道路路網圖是同樣意思的

網路意旨有複雜連結的線路   

你如果想做個高頻的帶通濾波器  只用LC電路來做就用的到了  
或是你想知道LVDS線纜的傳輸特性也可以
也可以用它來分析你家的WIFI天線來改善高頻傳輸

SIMON1016

peter180 發表於 2017-10-29 06:55 PM
抱歉，我的發問方式可能讓Simon大誤會了。
我是要問「如果是使用一般示波器的BNC接頭探棒，也是儘量避免轉 ...

一般示波器頻寬指100MHz
它的BNC接頭探棒，纜線是可以轉，但是盡可能別這樣搞。
100~250MHz以下 一般示波器 是無所謂， 因為頻寬低...無感。但是請養成好習慣...

因為Cable 撓折影響外層屏蔽用編織鬆緊  
請想想 線芯與屏蔽層之間 就是個 電容效應, 局部出現距離變化 影響該區電容抗 不同

但反面來說  高頻纜線好不好 除了規格檢視之外
我也是看它撓折影響的耐受程度
在我的應用裡若是測一條高頻纜線撓折耐受程度  是給它繞兩三圈
看看相位有無變化 再扳直後有無變化
以後使用時 盡量避免撓折  

我在前文提到的是，避免 接頭線芯頭端與接座，因插入轉動CABLE=轉動線芯=轉動接頭線芯 造成磨損
這情形對射頻信號損失很嚴重  。
100MHz以下 一般示波器 是無所謂， 因為頻寬低...無感。但是請養成好習慣...

例如說  無線路由器 那隻WIFI用天線 鎖入SMA活動螺栓時
因為 轉動天線本體 比  轉動SMA活動螺栓  容易，
很多人組裝時就會去轉動天線本體，SMA活動螺栓只是最後固定鎖緊用....
這是個很不好的方式 ...

jojoling

20年前去一家生產 hub 的公司工作了一陣子，有玩過幾天的這種機器。非常高貴。
那時用網路分析器量過的東西有：
1. 不同的 PCB layout 在高頻網路信號的量測。
2.網路絞線在不同的捲線圈數的量測。

結論：
這些知識好專業，不是我的菜。哈哈。

duke83

用圖來說明同軸電纜比較快。

首先不同的同軸接頭工作最高頻率也不同


再來是同軸電纜的阻抗特性與導體內外徑比例有關係


常見的 PVC 或發泡同軸電纜，可以適度的彎曲但也不能常常彎，因為可能會變形影響到阻抗


優良一點的同軸電纜損失低用空氣當介質需打壓縮空氣來保持外型


微波用的導波管完全不允許變形用硬材質


大功率可上好幾 KW 使用的銅管


總結來說越軟的線越好操作但是越容易損壞，得小心對待之。
工程師要會判斷線材的好壞與了解特性，甚至自行製作測試線材。
仿間電子材料行賣的線與接頭高頻使用很有問題，偷工減料不說相關尺寸就有問題阻抗是 50 還是 75 都分不清。

changold2

好高貴的儀器，小弟到下輩子也用不到，看看就好

NUDY

Agilent！
還記得以前在實驗室工作的時候經常接觸，使它來量測資訊訊商品EMI
還有SAR值....尤其是儀器內部叁數，很深奧的XD

peter5438

duke83 發表於 2017-10-30 10:44 AM
用圖來說明同軸電纜比較快。

首先不同的同軸接頭工作最高頻率也不同

先生...可不可以請問一下?   現在的5G 26GHZ 要用什麼樣的接頭?  

Performance from DC to 110 GHz

https://www.svmicrowave.com/news ... g-communications-sv

在陽性和陰性單元中，它有八個浮動和彈簧加載插件，確保接口的良好連接，以獲得最佳的電氣性能，並可對高達25 GHz的頻率進行操作。


有沒有可能最後是用光纖???............. .... 小弟認為最後都會用光纖.

ericchou

peter5438 發表於 2017-10-30 09:58 PM
先生...可不可以請問一下?   現在的5G 26GHZ 要用什麼樣的接頭?   

Performance from DC to 110 GHz

Premium Microwave Cables and Adapters

yiy123

SIMON1016 發表於 2017-10-29 06:52 PM
一般示波器的BNC接頭在這裡  我還沒見過 !!

我打錯了  NA /VNA/ENA ..以Agilent 多見其使用 NMD 接頭  

Simon大大有在看史密施圖嗎?
聽說看那個圖就夠了(上課要上半年~一年)