Типичные параметры и характеристики тестируемых устройств

Большое разнообразие тестируемых устройств и характеристик

Приведенные выше классификация цепей и перечень тестируемых устройств показывают, насколько велико разнообразие цепей, узлов, трактов, устройств, и позволяют догадываться, что число подлежащих измерению анализатором цепей параметров и характеристик велико. Это число еще увеличивается, если учесть разветвленные семейства родственных параметров и характеристик. Например, отражение от порта тестируемого устройства характеризуется семейством, включающим: (комплексный) коэффициент отражения (параметр рассеяния ), задаваемый модулем и фазой; модуль коэффициента отражения в децибельной мере (возвратные потери); коэффициент стоячей волны (КСВ); коэффициент бегущей волны (КБВ); модуль входного импеданса.

Цели тестирования

Кроме того, по мере развития радиоэлектронных приложений появляются все новые устройства и цепи и все новые функции как старых, так и новых устройств. Отталкиваясь от назначения тестируемых устройств и необходимости измерения их параметров и характеристик, можно назвать следующие целевые области измерения:

А) Проверка выполнения технических требований (спецификаций) к устройству.

Б) Выяснение степени искажения выполняемых устройством функций, в частности, степени искажения передачи сигналов.

В) Оптимизация параметров и характеристик устройств в процессе их конструирования и подбора.

Г) Описание «неизвестных» устройств.

Д) Получение данных для математического моделирования устройства.

Измерения анализатором цепей (АЦ) можно разделить в зависимости от класса тестируемого устройства (см. 1.7.) (линейное – нелинейное, активное – пассивное, стационарное – нестационарное, детерминированное – стохастическое, управляемое – не управляемое, сосредоточенное – распределенное, инерционное – безынерционное, частотно-селективное – неселективное, и т.д.), области анализа (частотная, временная), сканируемого параметра (частота, мощность). На этом этапе изложения ограничимся перечнем типичных измеряемых параметров и характеристик, не вдаваясь в методологию измерения и интерпретации, анализ эффективности измерения и т.п.

Во многих измерительных задачах необходимо измерение только амплитудных параметров (модулей параметров рассеяния). Например, для определения степени согласования может быть необходимо измерить модуль коэффициента отражения ( или ) (КСВ) от порта устройства, или для определения усилительной способности активного устройства необходимо измерить модуль его коэффициента пропускания ( или ), или для выяснения заградительной способности фильтра необходимо измерить модуль его коэффициента передачи (режекцию) в полосе заграждения. Если при этом требуемые динамический диапазон и точность измерения не велики, достаточно использовать скалярный анализатор цепей (САЦ). В противном случае необходим векторный анализатор цепей (ВАЦ), который за счет применения супергетеродинирования в приемниках обеспечивает узкую полосу тракта ПЧ и, следовательно, высочайший динамический диапазон, а за счет измерения фазы – изощренную калибровку и, следовательно, высочайшую точность измерения.

Но часто измерительная задача поставлена так, что кроме амплитудных параметров, необходимо измерение и фазовых параметров и характеристик. Это, например, необходимо:

· для полной характеризации линейной цепи;

· при конструировании согласующих цепей, поскольку при этом необходимы значения полного импеданса;

· при математическом моделировании устройств;

· для характеризации устройств и трактов во временной области при частотном панорамировании;

· для описания векторных уклонений выполняемых устройствами функций;

· и т.д.

Типичные измеряемые параметры и характеристики

1) Характеристики отражения от порта устройства:

• Частотные зависимости модуля и фазы коэффициента отражения от порта.
• Частотные зависимости действительной и мнимой частей входного импеданса , однозначно связанные с , .
• Частотные зависимости действительной и мнимой частей входного адмиттанса , однозначно связанные с , .
• Частотная зависимость возвратных потерь , однозначно связанных с : .
• Частотная зависимость КСВ, однозначно связанного с : КСВ= .
• Частотная зависимость коэффициента бегущей волны (КБВ), однозначно связанного с : КБВ= .
• Временные (пространственные) зависимости тех же параметров , КСВ, КБВ (при фиксированном опорном сечении тракта.
• Интерпретация изломов и скачков временной зависимости .
• Классификация скачков временной зависимости мнимой части входного импеданса в терминах «емкостной переход – индуктивный переход».

2) Характеристики пропускания с одного порта на другой:

· Частотные зависимости модуля (пропускания, амплитудно-частотной характеристики)) и фазы (фазовой задержки, внесенной фазы, фазо-частотной характеристики) коэффициента пропускания с одного порта на другой.

· Частотная зависимость внесенных потерь , дБ, однозначно связанных с : .

· Частотная зависимость направленности и коэффициента ответвления направленного ответвителя или направленного моста.

· Частотная зависимость групповой задержки от одного порта к другому, однозначно связанной с : .

3) Характеристики нелинейности устройства: зависимости от входной мощности:

· Зависимости модуля и фазы коэффициента отражения от входной мощности на заданной частоте .

· Зависимости модуля и фазы коэффициента пропускания от входной мощности на заданной частоте .

· Отклонение от постоянной величины (насыщение) по заданному критерию как функция от на различных частотах .

· Отклонение от линейной зависимости по заданному критерию как функция от на различных частотах .

· Нелинейные искажения (протечка, интермодуляция, гармонические искажения, амплитудно-фазовая конверсия и др.) по заданным критериям в функции входной мощности на различных частотах .