Messungen mit dem Vektor Netzwerkanalysator

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1 Messungen mit dem Vektor Netzwerkanalysator Bodo Scholz, DJ9CS 1

2 Inhalt des Vortrages Skalarer Netzwerkanalysator Vektorieller Netzwerkanalysator von DG8SAQ - Aufbau - Streuparameter - Kalibrieren Messen mit dem Filter, Antennenanalysator, Bauteile, LCR-Meter, Quarze, Zeitbereichsreflektometrie,,... als Spektrumanalyzer 2

3 Skalarer Netzwerkanalysator 3

4 Skalarer Netzwerkanalysator Ein Beispiel für einen skalaren Netzwerkanalysator ist der bekannte Netzwerktester NWT vom FUNKAMATEUR 4

5 Vektor Netzwerkanalysator 5

6 Vektor Netzwerkanalysator von DG8SAQ 6

7 Frequenzbereiche von Vektor Netzwerkanalysatoren für Funkamateure Analysatoren, die auch Zweitor-Messungen ermöglichen 7

8 Prinzip des von DG8SAQ 8

9 DDS Ausgangssignale 9

10 10 Taktfrequenzen der DDS Max. Taktfrequenz der DDS laut Datenblatt: 400 MHz

11 11 Streuparameter Z L Wellenwiderstand der Leitung

12 12 Streuparameter Allgemein gilt folgender Zusammenhang b 1 = S 11 x a 1 b 2 = S 21 x a 1 + S 12 x a 2 + S 22 x a 2 für Anpassung am Tor 2 gilt a 2 = 0 S 11 = b 1 / a 1 S 21 = b 2 / a 1

13 13 Streuparameter S 11 Eingangsreflexionsfaktor S 21 Vorwärtstransmissionsfaktor S 22 Ausgangsreflexionsfaktor S 12 Rückwärtstransmissionsfaktor

14 14 Streuparameter Aus den Streuparametern und dem bekannten Wellenwiderstand Z L lassen sich alle anderen Größen berechnen. Als Beispiele seinen hier das Stehwellenverhältnis und der komplexe Eingangswiderstand betrachtet. VSWR = (11 + IS 11 I) / ( 11 (1 - IS I) 11 Z = Z L x (11 + S 11 ) / ( 11 (1 - S )

15 15 Hauptplatine des von DG8SAQ

16 16 Hauptplatine des von DG8SAQ

17 17 mit USB-Interface und Soundchip

18 18 Vektor Netzwerkanalysator von DG8SAQ

19 19 Software - Kalibrieren Sollfrequenz MHz Bevor die Software genutzt werden kann, muss sie kalibriert werden. Hier erfolgt die Frequenzkalibrierung über das Setup-Menü.

20 20 Software - Kalibrieren Hier erfolgt die eigentliche Kalibrierung des Messsystems.

21 21 SMA Kalibrierstandards Buchsen Short Open Load Stecker

22 22 mit Adapter auf N-NormN Norm SMA Buchsen und Stecker sind empfindlich und besitzen eine Lebensdauer von >500 Zyklen. Für den täglichen Einsatz habe ich einen Adapter auf die robusten N-Buchsen N aufgebaut.

23 23 Kalibrieren und Bezugsebene N SMA

24 24 Kalibrieren und Bezugsebene Die Kalibrierdaten werden abgespeichert und dann im Setup entsprechend der Konfiguration / Bezugsebene vor den Messungen ausgewählt.

25 25 Smith Diagramm VSWR = 2 Kurzschluss 50 Ohm offen

26 26 Dynamikbereich Übersprechen

27 27 Beispiel Tiefpassfilter Die gemessenen komplexen Daten können im Touchstone-Format exportiert werden. Für dieses Beispiel: 80mTP-1.s2p In diesem Standardformat kann ein Austausch mit Geräten von R&S oder Agilent (HP) stattfinden. Ebenso können die Daten wieder zur weiteren Bearbeitung in die -Software importiert werden.

28 28 Beispiel Tiefpassfilter Importieren von 80mTP-1.s2p in die Software Bedienung und mögliche Darstellungen der Software zeigen.

29 29 Messbereich bis 1300 MHz Messobjekt: 20cm SMA Kabel mit 100 Ohm Abschluss

30 als Antennenanalysator Daten am Eingang der Speiseleitung bei 3.71 MHz Dipol mit Speiseleitung soll bei 3.71 MHz betrieben werden 30

31 31 als Antennenanalysator Matching Tool Eingabedaten MHz Ohm II 694 pf Ausgabedaten Anpassnetzwerk - Cp = 998 pf - Ls = 1.42 µh

32 32 als Antennenanalysator Dipol mit Speiseleitung plus Anpassnetzwerk bei 3.71 MHz In der Versuchsschaltung sind die L und C Werte nicht ganz exakt umgesetzt

33 33 als Antennenanalysator 2m Vertikalantenne Messung am Ende von ca. 22m Koaxkabel

34 34 als Antennenanalysator 70cm Vertikalantenne Messung am Ende von ca. 22m Koaxkabel Umrechnung auf den Ort der Antenne selbst

35 35 Messungen an Bauteilen Serienresonanz bei 86.3 MHz 100 pf mit langen Anschlussdrähten

36 36 Messungen an Bauteilen / LCR-Meter

37 37 Messungen an Bauteilen / LCR-Meter

38 38 Ausmessen von Quarzen 15 MHz Quarz

39 39 tool crystal analyzer Ausmessen von Quarzen model fit

40 40 Zeitbereichsreflektometrie Fehlerortung auf Kabeln Impedanzänderungen auf einem Kabel führen zu Reflexionen. Diese Reflexionen führen frequenzabhängig zu periodischen Impedanzänderungen am Kabelanfang. Die Entfernung vom Kabelanfang zur Störung bestimmt die Periode dieser Variationen. Kurze Entfernung <-> > lange Periode Lange Entfernung <-> < > kurze Periode

41 41 Zeitbereichsreflektometrie Beispiel: 2 Koaxkabel mit Kupplung hintereinander geschaltet

42 42 Zeitbereichsreflektometrie ECO FLEX 10 mit Verkürzungsfaktor 0.86

43 43 als Spektrumanalyzer Der ist nicht als Spektrumanalyzer entworfen worden, kann aber doch rudimentär als solcher eingesetzt werden. Bei Durchgangsmessungen (S21) arbeitet der mit dem RX-Eingang als Überlagerungsempfänger mit digitaler Filterung auf der ZF-Ebene. Zu beachten ist, dass aufgrund des ungefilterten LO DDS Signals Phantomsignale im Spektrum angezeigt werden können.

44 44 als Spektrumanalyzer Analyse eines Signals aus einem Si570 bei 6.6 MHz

45 als Spektrumanalyzer Analyse eines Signals aus einem SMDU Signalgenerator Frequenz bei 432 MHz, 10 khz Amplitudenmodulation 45

46 46 Integrierte Help-Funktion Es gibt kein Handbuch zum. Die integrierte Help-Funktion bietet eine ausführliche Unterstützung bei Einrichtung und Betrieb des. Als Handbuchersatz steht der komplette Inhalt des Help-Files auf PDF Dokument zur Verfügung. Diese _HELP.pdf Datei kann hier heruntergeladen werden:

47 47 Wo gibt es den und Unterstützung? (Englisch) Offizieller Platz zur Ankündigung von Updates, für Fragen und Diskussionen rund um den. php (Deutsch) Hier nach oder auch VNA suchen. Dort sind viele Hintergrundinformationen und hilfsbereite OMs zu finden.

48 48 auf der Ham Radio 2010 SDR-Kits ist in der Halle A1 Stand E43 vertreten. Jan, G0BBL wird dort alle weiteren Fragen zum, insbesondere auch zu den Liefermöglichkeiten gerne beantworten. Er hat eine begrenzte Anzahl von fertig aufgebauten Geräten zum Verkauf mitgebracht.

49 Anmerkung Ich habe hier den vorgestellt und ganz bewusst auf Vergleiche mit anderen Systemen verzichtet. So wie beim Kauf eines Autos oder Transceivers ist jeder gefordert, sich über die unterschiedlichen Systeme zu informieren und entsprechend seinen Anforderungen eine Wahl zu treffen. 49

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