R&S®ZNC — векторный анализатор цепей

1. Короткое описание

   Утвержденный тип средств измерений.
   
   
   Высокая надежность, простота работы с прибором, максимальная точность и широкий динамический диапазон — именно этого ждут заказчики от анализатора цепей. Используя современные технологии и ориентированную на пользователя концепцию, Rohde & Schwarz реализовала все эти особенности в своих векторных анализаторах цепей R&S®ZNC.

2. R&S®ZNC

   

3. Ключевые факты

   1. Диапазон частот от 9 кГц до 3 ГГц
   2. Динамический диапазон до 130 дБ
   3. Короткое время развертки — 11 мс для 401 точки
   4. Высокая температурная стабильность — тип. зн. 0,01 дБ/°C
   5. Широкий диапазон развертки по мощности — от –50 дБмВт до +13 дБмВт
   6. Полоса ПЧ от 1 Гц до 300 кГц
   7. Ручная и автоматическая калибровка
   8. Малый уровень шума — ср. кв. зн. 0,004 дБ при полосе ПЧ 10 кГц
   9. Большой экран 12,1″ с высоким разрешением
   10. Пользовательский интерфейс реализован с помощью сенсорного экрана

4. Быстрые ссылки

   1. Технические описания
   2. Опции

5. Модели

   1. Исполнение№ заказа
   2. R&S®ZNC3 — векторный анализатор цепей 2 порта, 3 ГГц, N1311.6004.12

6. Связанные приборы

   1. R&S®ZNB — векторный анализатор цепей

Быстрый, точный и надежный — высокая эффективность в разработке и на производстве

• Короткое время измерений
• 20 разверток в секунду и динамический диапазон 100 дБ обеспечивают эффективную настройку фильтров
• Высокая скорость и точность благодаря сегментированной развертке
• Быстрое переключение между схемами настройки прибора
• Расширенные функции анализа обеспечивают удобную интерпретацию кривых
• Анализ во временной области измерений расстояния до места поврежедния (DTF) и настройки фильтров

• Простые и ясные структуры меню повышают эффективность работы с прибором
• Оптимальные настройки экрана для каждой задачи измерения

• Правильный метод калибровки для каждого тестового приложения
• Полная калибровка всего за пять шагов — TSM (перемычка, кз, нагрузка)
• Простая и безошибочная автоматическая калибровка за 30 секунд
• Высокая температурная стабильность позволяет работать с длительными интервалами между калибровками

• Готовность к будущему
• Обновление испытательных комплексов без переустановки системного программного обеспечения
• Анализатор, который говорит языком пользователя

Измерение параметров  симметричных устройств

В виртуальном  дифференциальном режиме измерения анализатор R&S®ZVB позволяет  быстро и точно снимать характеристики симметричных устройств с одним или двумя  портами. Симметричное устройство подключается непосредственно к измерительным  портам анализатора. Анализатор измеряет его несимметричные S-параметры, а  S-параметры смешанного режима вычисляются на основе этих измеренных значений. Предлагаемые  анализатором R&S®ZVB многочисленные кривые и диаграммы дают полное представление о  характеристиках исследуемого устройства и четкое отображение всех его параметров.  Никаких сложных настроек со стороны пользователя при этом не требуется. Удобные  функции поиска и анализа маркеров облегчают обработку результатов, особенно в  случае измерения параметров фильтров, например, путем определения таких  параметров, как полоса пропускания, неравномерность, добротность и т.п.

Отображение S-параметров  смешанного режима фильтра ПАВ

Измерение параметров  смесителей и уровней гармоник

Понятные диалоговые меню помогают быстро и легко сконфигурировать  стандартные измерения параметров смесителей. Потери на преобразование и  абсолютные значения мощности могут измеряться при условии, что одна из  системных частот RF,  LO или IF остается  постоянной (например, как в случае переноса сигнала на фиксированную ПЧ). При  использовании четерехпортового анализатора цепей внешних генераторов не потребуется,  поскольку в приборе уже содержатся два собственных генератора. Это не только  снижает требования к оборудованию, но и значительно сокращает время измерения,  ведь на передачу команд по шине IEC/IEEE или  по интерфейсу LAN  времени не тратится вовсе! Время развертки анализатора соответствует времени,  которое требуется для обычной развертки по частоте.
Благодаря калибровке мощности, направляемой с помощью меню,  возможно выполнение точных измерений даже отдельных волновых величин  (абсолютных значений мощности).
На экран могут быть выведены зависимости от частоты или мощности  уровней гармоник любого порядка.

Диалоговое окно конфигурирования измерения параметров смесителя

Измерения во временной  области

Данная опция позволяет преобразовывать комплексные S-параметры во временную  область. В результате, появляется возможность отображения неоднородностей в  зависимости от времени задержки или от электрической/механической длины  испытуемого устройства. На импульсной характеристике будет показан коэффициент  отражения от неоднородности (т.е. пиковое значение "отраженного"  сигнала в зависимости от времени или электрической/механической длины).  Дополнительно может быть рассчитана переходная характеристика испытуемого  устройства (например, для отображения зависимости импеданса от длины).
Преобразования во временную область могут осуществляться либо в  режиме полосовой фильтрации, либо в режиме НЧ-фильтрации. Последний режим, помимо  прочего, характеризуется удвоением разрешающей способности.
Установкой оконной функции во временной области (функции  стробирования) можно добиться отображения S-параметров для заданного сечения  испытуемого устройства. Например, при измерении кабеля, содержащего несколько неоднородностей,  таким образом можно отдельно определить коэффициент отражения S11 для каждой из них  (особенно для малозаметных неоднородностей).
Для оптимальной настройки ширины пиковой области (разрешения) и подавления  боковых лепестков доступны пять видов фильтров.

Увеличение разрешения за  счет использования функции линейного предсказания
При использовании обычных методов рефлектометрии во временной  области разрешение, т.е. ширина пиков отраженного сигнала и время нарастания  переходных характеристик, ограничивается частотным диапазоном анализатора.  Анализатор R&S®ZVB избавился от этого  ограничения. Функция линейного предсказания, которой оснащен прибор, расширяет  частотный спектр вычислительными средствами. Например, при использовании  коэффициента предсказания 3, ширина пика или время нарастания уменьшается в три  раза – это соответствует разрешению анализатора цепей с втрое большим частотным  диапазоном.
С помощью данной функции появляется возможность значительно более  тонкого структурного анализа, чем было возможно до этого, когда разрешение  ограничивалось фактическим диапазоном частот анализатора. Функция также  позволяет проводить измерения параметров узкополосных и ограниченных по частоте  испытуемых устройств с более высокой точностью.

Временные параметры узкополосного испытуемого устройства с  ограничением по полосе 1 ГГц
Красная кривая: неразрешенный пик; ширина устройства соответствует полосе  обзора 1 ГГц
Синяя кривая: увеличение разрешения за счет использования функции линейного  предсказания

Широкий диапазон функций,  направленных на повышение производительности

Современный  пользовательский интерфейс

Для сложных измерительных задач, встречающихся при анализе  электрических цепей, в частности, при многопортовом анализе, необходимо  использовать прямой и интуитивно понятный способ управления измерительным прибором.  Анализатор R&S®ZVB отличается  легковоспринимаемой концепцией управления, преимущества которой особенно оценят  неподготовленные или редко использующие прибор пользователи. Данная концепция  позволяет упростить работу с многочисленными портами, параметрами измерения,  диаграммами, кривыми и обширными функциями, которые используются при решении  сложных задач анализа электрических цепей. Интеллектуальную и дружественную  концепцию управления прибора R&S®ZVB оценят даже пользователи с  опытом решения подобных задач.

   Пример сложной измерительной задачи

Помимо давно зарекомендовавшего себя способа управления с помощью  аппаратных и функциональных клавиш, анализатор R&S®ZVB предоставляет пользовательский  интерфейс на базе ОС Windows,  который обеспечивает полноценное управление прибором с помощью выпадающих меню,  управляемых мышью. Концепции управления с помощью мыши и аппаратных/функциональных  клавиш по своей структуре практически идентичны. Нужная функция и в выпадающем  меню, и в меню функциональной клавиши располагается в той же позиции.  Диалоговые окна облегчают управление многочисленными портами,  параметрами, диаграммами, кривыми и т.п., использующимися при решении сложных  задач анализа электрических цепей. Мастера измерений анализатора R&S®ZVB позволяют  проводить пошаговую настройку измерения, обеспечивая создание необходимой  конфигурации, например, для калибровки и измерения симметричных испытуемых  устройств. С помощью мастера можно практически мгновенно настроить R&S®ZVB на вывод всех 16 S-параметров смешанного режима  симметричного четырехполюсника. С помощью всего нескольких нажатий клавиш или  щелчков мыши, даже не переключаясь между меню, можно быстро настроить  отображение на экране, назначая нужные кривые выбранным диаграммам и каналам. 

  Концепция управления с помощью аппаратных и функциональных клавиш

Мастер настройки измерения основных S-параметров

Группа аппаратных клавиш SUPPORT обеспечивает доступ к  таким вспомогательным функциям, как интерактивная справка, информация о  приборе, полный список текущих настроек прибора, включая калибровку.  Контекстно-зависимая интерактивная справочная система включена в пакет  обновления программного обеспечения, благодаря чему пользователь всегда будет  иметь самую последнюю информацию, например, о текущих функциях прибора.  Уникальное свойство анализатора R&S®ZVB – возможность отмены выполненной  последовательности действий с помощью клавиши UNDO. Это свойство распространяется  даже на предварительные настройки прибора. В результате, после ошибки оператора  больше не потребуется долго и утомительно перенастраивать измерительную  установку. Кроме того, прибор оснащен универсальной функцией математической  обработки измерительных кривых, с помощью которой можно комбинировать кривые  практически любым способом. Созданные при этом уравнения можно сохранить и  перенести на другие приборы.

Группааппаратныхклавиш SUPPORT

Исчерпывающий набор методов  калибровки, калибровка в автоматическом режиме

Анализатор R&S®ZVB поддерживает  не только классический двухпортовый метод калибровки TOSM (с калибровочными  мерами: перемычка, ХХ, КЗ, согласование), также известный как SOLT, но и множество других  методов. Поскольку каждый измерительный порт R&S®ZVB оборудован  собственным эталонным приемником, можно использовать современные 7-элементные  методы калибровки, патенты на значительную часть которых принадлежат компании Rohde&Schwarz. К ним относятся методы TOM  (перемычка, ХХ, согласование), TRL (перемычка, отражение, линия)/LRL (линия,  отражение, линия), TRM (перемычка, отражение, согласование) и TNA (перемычка,  симметричная цепь, аттенюатор), подходящие для выполнения калибровки вместе с  крепежными приспособлениями или на подложках. Поскольку калибровка выполняется  непосредственно в плоскости испытуемого устройства, влияние крепежных  приспособлений полностью исключается. 7-элементные методы калибровки позволяют  снизить затраты на проведение калибровки и увеличить точность измерений,  поскольку для них требуется небольшое количество калибровочных мер и они  допускают использование мер с частично или полностью неизвестными параметрами.
Новый метод UOSM-калибровки  (перемычка с неизвестными параметрами, ХХ, КЗ, согласование) допускает  использование калибровочной меры "перемычка с неизвестными  параметрами". В качестве такой "неизвестной" перемычки может  использоваться любой переходник с любым сочетанием разъемов, что значительно  увеличивает удобство калибровки испытуемых устройств с разными типами разъемов.

Способы калибровки, предлагаемые в анализаторе R&S®ZVB

Мастер калибровки

Помимо ручных способов калибровки,  описанных выше, компания Rohde & Schwarz предлагает  блоки калибровки для автоматического проведения калибровки от одного до четырех  портов анализатора цепей R&S®ZVB.
Блоки автоматической калибровки, требующие для использования только  одного подключения и нескольких действий по настройке, заменяют целую систему  ручной калибровки, в состав которой входит нескольких механических  калибровочных мер. После подключения блоки сразу же готовы к работе и способны  провести полную четырехпортовую калибровку по 201 точке измерений менее чем за  30 секунд. Предлагаемые блоки оснащены гнездовыми 3,5 мм разъемами или разъемами N-типа.

Анализатор цепей R&S®ZVB с блоком автоматической  калибровки

Системная совместимость, интерфейсы  и обработка данных

В анализаторе цепей R&S®ZVB предусмотрен  обширный набор функций для ввода и вывода измерительных данных. Кроме того, в приборе  доступна функция сложной математической обработки измерительных кривых,  предназначенная для комбинирования любых кривых (активных и сохраненных) с  целью их дальнейшей обработки и оперативного отображения получающихся  производных величин.

Операционная система  Windows XP Embedded и набор различных интерфейсов позволяют без труда  интегрировать результаты измерений в документацию путем сохранения содержимого  крана в формате *.bmp, *.png, *.jpg или *.emf и экспорта этих файлов в систему текстовой  обработки. Данные измерительных кривых можно сохранять в файлах формата Touchstone (*.snp), ASCII (*.csv) или MATLAB® (*.dat), а затем анализировать и  обрабатывать их с помощью других программных средств. Кроме того, можно  программными средствами импортировать в R&S®ZVB и сохранять в виде кривых файлы  *.snp и *.csv, созданные внешними средствами. В результате, обеспечивается  совместимость анализатора R&S®ZVB с такими традиционными  программами моделирования, как MATLAB®,  ADS или Touchstone. Благодаря этому появляется  возможность прямого сравнения результатов реальных измерений, полученных  анализатором цепей, с данными, полученными в результате моделирования.

Редактор формул для выполнения математических операций над кривыми

Экспорт комплексных данных

Для дополнительного увеличения  скорости выполнения автоматических циклов тестирования на задней панели прибора  предусмотрен специальный порт для входных/выходных сигналов запуска и индикации  состояния. Эти сигналы напрямую синхронизируют внешние устройства измерительной  установки или настройки испытуемого устройства с внутренними измерительными  последовательностями анализатора цепей R&S®ZVB. При этом не требуется передачи  команд дистанционного управления, что экономит время на выполнение измерений.  Встроенный компьютер под управлением операционной системы Windows XP Embedded позволяет  запускать программы управления и анализа прямо на анализаторе. Прибор R&S®ZVB может быть включен в  состав сети посредством LAN-интерфейса  или интерфейса шины IEC/IEEE. В результате возможно  создание измерительной системы, в состав которой могут входить, например,  другие измерительные приборы или дополнительные терминалы операторов.

*) вместо  данного входа может быть использован вход EXTERNAL TRIGGER (BNC-разъем). Эти входы эквивалентны.  Тем не менее, одновременное их использование не рекомендуется, поскольку это может  привести к нарушению работы анализатора.

Аппаратная платформа

Аппаратная платформа анализатора состоит из независимых рефлектометров,  имеющих собственные генераторы, измерительные и эталонные приемники для каждого  измерительного порта. При этом отпадает необходимость использования электронных  коммутаторов для изменения направления передачи сигнала в измерительном тракте.  Использование таких рефлектометров подразумевает, что каждый измерительный порт  может работать в качестве отдельного однопортового анализатор цепей.
Новая концепция аппаратной платформы позволяет использовать  различные группы портов для проведения параллельных измерений и параллельного  вывода информации на экран, что значительно сокращает время проведения  измерений. Например, одновременное измерение и отображение четырех параметров  отражения S11…S44 на четырех испытуемых устройствах сокращает время измерения в  четыре раза. Передача данных через локальную сеть или шину IEC/IEEE может  выполняться практически одновременно с измерением.
Во входных каскадах приемников используется принцип смешения на  основной частоте, хорошо зарекомендовавший себя в приборах серии R&S ZVR.  За счет этого удалось достичь широкого динамического диапазона (тип. 130 дБ) и  низкого уровня шума при широкой полосе измерения. Электронное регулирование  выходного уровня в диапазоне 50 дБ позволяет быстро снимать нелинейные  характеристики активных компонентов без использования подверженных износу  механических аттенюаторов. Если при измерении параметров активных компонентов  требуется подавать питание через сигнальные линии, то можно использовать  разъемы BNC на задней панели PORT BIAS 1…4. Кроме того, на задней панели  R&S ZVB имеются два входа "1 V DC MEAS"  и "10 V DC MEAS"  для измерения низкочастотных переменных напряжений.

Для просмотра рисунка щелкните  на соответствующей миниатюре:

Двухпортовая модель

Четырехпортовая модель