Анализатор электрической цепи Rohde & Schwarz ZNA

Назначение векторного анализатора цепей ZNA:

ZNA это новый векторные анализаторы цепей высшего класса, который появился на свет после тщательного анализа потребностей рынка. В отличие от модели ZVA, новое построение аппаратной части позволило обойтись без дополнительных внешних устройств, необходимых для решения специальных измерительных задач, что кардинально свело к минимуму время настройки схем и параметров измерений. Инновационный интерфейс пользователя, использующий главный 12-дюймовый и вспомогательный 7-дюймовый сенсорные экраны, предлагает уникальный подход к построению и настройке процесса измерений, который ориентирован на различные типы исследуемых устройств.

 Векторный анализатор цепей ZNA​ выпускается в нескольких исполнениях:

• ZNA26 - от 10 МГц до 26,5 ГГц;
• ZNA43 - от 10 МГц до 43,5 ГГц.

Особенности векторного анализатора цепей ZNA:

• Чрезвычайная гибкость конфигурирования системы:
  • 2 или 4 измерительных порта;
  • 2 или 4 источника сигнала;
  • До 8 параллельных измерительных приемников;
  • Ступенчатые аттенюаторы источников и приемников;
  • Прямой доступ к сигнальному тракту в том числе и к трак-там ПЧ;
  • 2-й внутренний источник сигнала гетеродина (LO);
  • Строенные импульсные генераторы и модуляторы для каждого порта;
• Полосы ПЧ: от 1 Гц до 1,5 МГц (опционально до 30 МГц);
• Динамический диапазон: тип. до 147 дБ (макс. до 170 дБ);
• Большой диапазон перестройки по мощности 100 дБ (тип);
• Возможность генерации фазокогерентных сигналов;
• Подходящая калибровка для каждого тестового сценария;
• Множество приложений для анализа:
  • Быстрое встраивание/исключение ИУ для согласования импеданса с помощью виртуальных цепей;
  • Измерения смесителей и преобразователей частоты;
  • Измерения параметров в импульсном режиме;
  • Анализ во временной области;
  • Анализ спектра с многоканальным отображением;
  • Антенные измерения;
• 2 независимых сенсорных экрана;
• Операционная система Windows10;
• Дополнительный съемный жесткий диск.

Описание векторного анализатора цепей ZNA:

Благодаря новому построению аппаратной части, векторный анализатор цепей ZNA может быть оснащен широким спектром аппаратных опций, позволяющих существенно упрощать схему измерений, тем самым кардинально сокращать время, необходимое на измерения.

Четыре внутренних источника

В 4-портовых ZNA доступно до 4-х внутренних источников. Эти фазокогерентные источники с воспроизводимой фазой и цифровым управлением, в сочетании с 8-ю параллельными измерительными приемниками, послужат в качестве мощного ядра в многоканальных фазовых и антенных измерениях.

Два внутренних источника сигнала гетеродина (LO)

Опциональный 2-й внутренний LO (опция -B5 для всех моделей) позволяет осуществлять прием сигналов на разных частотах по двум портам. Это означает возможность одновременного измерения двух частот, например, ВЧ- и ПЧ-сигнала смесителя, что позволяет вдвое уменьшить время измерения и снизить уровень шума трассы.

Встроенные импульсные генераторы и модуляторы

Каждый порт ZNA оснащен генератором импульсов. Любой из портов, с помощью опций ZNAxx-B4n, можно снабдить импульсным модулятором, благодаря чему, станет доступным общий анализ компонентов в импульсном режиме, например, измерение в точке импульса. Опция ZNA-K7 добавит методы измерения импульсных сигналов, такие как измерение профиля импульса, а опция ZNA-K17 обеспечит полосу ПЧ вплоть до 30 МГц. Дополнительная плата сигналов запуска и управления (ZNA-B91) даст возможность использования внутренних импульсных генераторов и модуляторов для управления внешними модуляторами и источниками импульсов. Такой подход позволит интегрировать в систему компоненты для создания сверхкоротких импульсов.

Прямой доступ к сигнальным трактам

В анализаторе ZNA, как и в моделях ZVA, опция для прямого доступа к источникам и приемникам (ZNAxx-B16) позволяет вывести сигнальные тракты прямо на переднюю панель. Сигнал идет в обход всех внутренних соединений, не вносятся дополнительные затухания и, следовательно, повышается чувствительность. Прямой доступ позволяет создавать сложные внешние схемы измерений, которые могут содержать фильтры, улучшающие подавление гармоник, или усилители, повышающие выходную мощность. Диодные индикаторы также информируют пользователя об активности измерительных портов, говоря о их режиме работы (излучение или прием). В отличие от ZVA, опция -B16 для ZVA расширяет частотный диапазон прибора в область нижних частот с 10 МГц до 100 кГц. Кроме того, возможна конфигурация с обратным включением ответвителя, повышающая динамический диапазон вплоть до 170 дБ, и снижая коэффициент шума системы.

Опция ZNA-B26 обеспечивает доступ к внутренним трактам сигналов ПЧ (полоса ПЧ 2 ГГц), за счет прямого доступа ко всем фазово-когерентным приемникам. Разъемы на задней панели прибора “Direct IF access”, при их использовании в качестве входов (с возможностью выбора промежуточных частот), позволяют использовать анализатор, например, в системах тестирования антенн. При использовании разъемов в качестве выходов, порты позволяют регистрировать и анализировать данные с использованием внешнего оборудования.

Уникальная концепция управления

Несмотря на то, что, сенсорным экраном сейчас никого не удивить, новый векторный анализатор цепей ZNA – это первые в мире измерительный прибор с полностью сенсорной панелью управления и с интерфейсом пользователя, ориентированным на быструю и удобную конфигурацию схемы. Отказавшись от механических клавиш, которые со временем изнашиваются, пользователи могут управлять анализатором ZVA с помощью двух независимых сенсорных экранов.

На основном 12,1-дюймовом сенсорном экране (с левой стороны панели управления) отображаются измеренные кривые, каналы и диаграммы, которые можно масштабировать, перетаскивать, добавлять маркеры и сбрасывать, чтобы компоновать их в любом сочетании. Вспомогательный 7-дюймовый экран (с правой стороны) может, помимо всего прочего, использоваться для отображения макросов, команд дистанционного управления и вспомогательных инструментов.

Интерфейс пользователя ориентированный на тип ИУ

Первым шагом пользователю необходимо выбрать какое именно устройство он будет измерять (например, усилитель или смеситель). После чего, следуя подсказкам встроенного помощника, в пошаговом режиме выбрать и настроить требуемые измерения (например, усиление, точка компрессии, точка пересечения, изоляция). По завершении настройки прибор создает необходимые каналы и измерительные кривые, после чего он готов к калибровке и выполнению требуемых измерений. Это решение значительно ускоряет и облегчает настройку измерений. Альтернативный путь конфигурации измерений также возможен. Пользователь в ручном режиме может установить требуемые параметры, тем самым получить максимальную гибкость в настройке даже для самых сложных измерений с использованием внешней оснастки.

Области применения векторного анализатора цепей ZNA:

Измерение точки компрессии

Данные измерения являются важными при снятии характеристик активных компонентов. В случае ИУ с высокой выходной мощностью часто возникают эффекты гистерезиса, которые влияют на определение точки компрессии. Для уменьшения этих эффектов ZNA позволяет выполнять развертку с нарастанием и спадом мощности, а векторная коррекция ошибок обеспечивает получение точных результатов даже с плохо согласованными ИУ.

Интермодуляционные измерения Эти измерения позволяют оценить нелинейные свойства ИУ. ZNA дает возможность быстро и с высокой точностью выполнять следующие типы интермодуляционных измерений:

• Развертка по частоте с фиксированным разносом несущих;
• Развертка по частоте с переменным разносом несущих;
• Развертка по уровню с фиксированным разносом несущих.

Точное управление мощностью осуществляется цифровой системой автоматической регулировки уровня (АРУ), а в сочетании с функцией коррекции систематической погрешности, обеспечивается точное воспроизведение амплитуд для отдельных несущих во всем диапазоне частот, независимо от входного коэффициента отражения ИУ.

Измерения параметров смесителей и преобразователей

С появлением анализатора ZNA измерения параметров смесителей стали быстрей и проще, чем когда-либо.

Скалярные измерения смесителей (опция ZNA-K4) применяются для испытаний основных рабочих параметров (согласование, потери на преобразование, компрессия, развязка). Для этих традиционных измерений требуется два этапа: сначала измеряется мощность на ВЧ-входе, а затем мощность на выходе ПЧ. Оснащенный двумя независимыми гетеродинами для внутренних приемников (опция ZNA-B5) ZNA может выполнять оба измерения одновременно, обеспечивая скорость измерения в два раза выше, чем у любого другого анализатора цепей.

Векторные измерения (опция ZNA-K5) позволят определить модуль и фазу коэффициента передачи смесителей и преобразователей с доступом к гетеродину.

В этом измерении используется воспроизводимость фазы от развертки к развертке когерентных синтезаторов ZNA в сочетании с 2-портовой калибровкой типа UOSM. Само измерение не требует эталонного смесителя для обратного преобразования частоты. Тем не менее, для калибровки может быть использован калибровочный смеситель в качестве меры «перемычка с неизвестными параметрами» (“Unknown Through”), единственное требование – чтобы этот смеситель был взаимообратным.

С опцией ZNA-K9 возможен специальный метод измерения группового времени задержки (ГВЗ) и относительной фазы преобразователей частоты в тех случаях, когда нет доступа к внутреннему гетеродину или опорной частоте. При измерении используется 2-тональный сигнал, получаемый с применени-ем внешнего сумматора/сплиттера или с использованием специального набора перемычек. По разности фаз между несущими на входе и выходе вычисляется значение ГВЗ и относительной фазы. Дрейф частоты и частотная модуляция внутреннего сигнала гетеродина ИУ не влияют на точность измерения, если девиация частоты находится в пределах полосы пропускания ПЧ анализатора, используемой для измерения.

Измерения во временной области

Опция ZNA-K2 дает возможность проводить измерения во временной области, необходимые для проверки качества передающего тракта, к компонентам которого относятся: измерительная оснастка, кабели и разъемы. Опция расширенного анализа во временной области ZNA-K20 позволит вычислять на основе S-параметров время нарастания, сдвиг и глазковые диаграммы для разных битовых комбинаций, что поможет сразу же оценить качество передачи сигналов.

Анализ спектра с многоканальным отображением

Опция ZNA-K1 обеспечивает более глубокое понимание поведения ИУ, когда измерений зависимости S-параметров от частоты и уровня недостаточно. Функцию анализа спектра на основе БПФ можно использовать для измерения паразитных и гармонических сигналов ИУ. В режиме использования нескольких каналов несколько результатов измерений отображаются одновременно. Например, измерения S-параметров могут отображаться вместе со спектром гармоник, а результаты измерения потерь на преобразование вместе с паразитными сигналами смесителя.