Основы
векторного анализа
цепей

Внутреннее устройство гетеродинного N-портового анализатора цепей

В данной книге рассматриваются только гетеродинные векторные анализаторы цепей. Учитывая возрастающую актуальность исследований N-портовых устройств, будем предполагать, что число портов N в испытуемом устройстве произвольно.

2.1 Структурная схема

Структурная схема рис. 2.1.1 имеет четыре главных компонента:

◆ Тестовая установка разделяет падающие и отраженные волны на тестовым порту. Выделяемые им волны поступают на измерительный канал и на опорный канал. Для изменения уровня мощности на тестовом порту используются электронные аттенюаторы. Для уменьшения уровня мощности, подаваемой на тестовый порт, могут применяться также любые ступенчатые
аттенюаторы, имеющиеся в генераторах.

◆ Генератор обеспечивает создание исходного ВЧ или СВЧ сигнала, который называют сигналом возбуждения. Дополнительный переключатель на выходе генератора, направляет сигнал возбуждения к одному из измерительных портов, который в этом случае рассматривается как активный тестовый порт.

◆ Каждая тестовая установка использует два отдельных приемника: для измерительного канала, и для опорного канала. Они называются измерительным приемником и опорным приемником. Приемники содержат узлы преобразования ВЧ сигнала в промежуточную частоту (реализация гетеродинного принципа). Далее следуют цепочки цифровой обработки сигнала. На выходах обрабатывающих цепочек образуются исходные («сырые») измерительные данные в форме комплексных численных значений.

◆ Компьютер используется для выполнения коррекции систематических ошибок, и для визуализации измерительных данных. Он также обеспечивает интерфейс пользователя, и интерфейсы дистанционного управления. В компьютере имеется предварительно установленное программное обеспечение, которое называют также встроенными программами.

В оставшейся части этого раздела будут рассмотрены индивидуальные компоненты структурной схемы, начиная с тестовой установки, проходя поочередно последующие звенья приемников, и заканчивая дисплеем для отображения измеренных данных.

2.2 Особенности устройства тестовой установки

Для измерения коэффициента отражения выделять падающие и отраженные волны, распространяющиеся к и от ИУ. Для достижения этой цели требуется применить направляющий элемент (обычно построенный на основе направленного ответвителя, или
моста). В последующем изложении выделяющий элемент будет трактоваться как трех-портовое устройство. Возможные конкретные реализации выделяющих элементов будут рассмотрены в деталях далее в разделе 2.3.